Указания по осмотру и усилению эксплуатируемых сварных пролетных строений

СОДЕРЖАНИЕ.

Министерство путей сообщения

Главное управление пути

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МОСТОВ ЛИИЖТа

утверждАю:

3ам. начальника

Главного Управления

пути МПС

04.04.90

УКАЗАНИЯ

ПО ОСМОТРУ И УСИЛЕНИЮ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ СВАРНЫХ

ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

Москва 1990

Разработаны НИИ мостов ЛИИЖТа (кандидат техн. наук – руководитель темы; инженеры , , с участием кандидата техн. наук ).

С введениенм в действие «Указаний по осмотру и усилению эксплуатируемых сварных пролетных строений» с января 1990г. утрачивают силу «Временные указания по осмотру и усилению сварных сплошностенчатых пролетных строений пролетами 15,8 – 33,6 м и сварных продольных балок проезжей части пролетных строений со сквозными фермами», утвержденные ЦП МПС в 1984г.

СОДЕРЖАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ.
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.

ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ СВАРНЫХ И БОЛТОСВАРНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
1.1. Технологические дефекты.
1.2. Усталостные повреждения в элементах цельносварных сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных в пятидесятые годы.
1.3. Усталостные повреждения в элементах сварных сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных по типовым проектам ЛГТМ инв. № 000
и инв. № 000
1.4. Усталостные повреждения в сварных продольных балках проезжей части болтосварных пролетных строений со сквозными фермами, изготовленных по типовому проекту ГТМ инв. № 000
2. ПОРЯДОК ОСМОТРА СВАРНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
3. СПОСОБЫ УСИЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ, ИМЕЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ И УСТАЛОСТНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время на сети железных дорог России эксплуатируется большое количество сварных сплошностенчатых и решетчатых пролетных строений со сварной проезжей частью.

Во многих эксплуатируемых пролетных строениях имеются различные усталостные повреждения.

Характер усталостных повреждений зависит от конструктивных особенностей пролетных строений, изготавливаемых начиная с 50-х годов по 11-ти проектам. Это сплошностенчатые пролетные строения с ездой поверху: пролетом 23,0 м по проекту Трансмост - проекта 1948 г.; пролетом 33,6 м по проекту Центрального проектно-конструкторского бюро МПС 1947 г.; пролетом 23,0 м по проекту Кременчугского мостового завода 1950 г.; пролетом 21,м по проекту треста "Стальмост" 1952 г.; пролетом 18,2 м по проекту Лентрансмостпроекта 1952 г.; пролетом 21,6 - 23,0 м по проекту Ленгипротрансмоста 1962 г.; пролетами 18,2; 23,0; 27,0 и 33,6 м по проекту № 000 Ленгипротрансмоста 1967 г.; пролетами 18,2; 23,0; 27,0 и 33,6 м по проекту № 000 Ленгипротрансмоста 1971 г.; с ездой понизу пролетами 18,2; 23,0; 27,0; 33,6 м по проекту № 000 Гипротрансмоста 1967 г.; типовые пролетные строения с ездой понизу со сквозными фермами и сварной проезжей частью пролетами 33,,0 м по проекту № 000 Гипротрансмоста 1969г., а также индивидуальные по проектам № 7, 930, выполненные на базе проекта № 000; типовые сталежелезобетонные пролетные строения с ездой поверху пролетами 18,2; 23,0; 27,0; 33,6; 44,0; 55,0 и 66,0 м по проекту № 000 Гипротрансмоста 1970 г.

В настоящее время не существует однозначных критериев оценки несущей способности пролетных строений с трещинами усталости, поэтому наиболее действенным способом продления срока службы пролетных строений является своевременное усиление элементов, имеющих усталостные повреждения.

Настоящие УКАЗАНИЯ содержат описание технологических и усталостных повреждений, встречающихся в эксплуатируемых пролетных строениях, и способов усиления поврежденных элементов.

Указания составлены на основе многолетних исследований работы эксплуатируемых пролетных строений и экспериментальных лабораторных исследований, крупномасштабных образцов, имитирующих узлы пролётных строений, повреждаемые трещинами усталости.

СОДЕРЖАНИЕ.

1.  ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ СВАРНЫХ И БОЛТОСВАРНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

СОДЕРЖАНИЕ.

1.1. Технологические дефекты.

В стыковых швах нижних поясов сварных сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных в основном в пятидесятые годы, имеется значительное количество непроваров, волосяных трещин, шлаковых включений и пр. В отдельных случаях выявлены непровары по всей длине стыка.

Учитывая, что трещины и непровары большой протяженности вдоль стыка значительно снижают усталостную прочность соединения, в 1955г. были проведены работы по ремонту девяти особо дефектных стыков. Последний выполнялся путем вырубки поврежденного металла и последующей ручной заварки качественными электродами в потолочном положении. В 1964 г. НИИ мостов рекомендовал усилить дефектные стыки двухсторонними накладками на высокопрочных болтах еще на двух мостах с интенсивным движением поездов.

Пролетные строения, имеющие менее существенные дефекты сварных швов, не ремонтировались. Правильность такого решения подтверждается тридцатилетним положительным опытом эксплуатации. Неоднократные повторные обследования этих пролетных строений не выявили случаев развития дефектов в стыковых швах. Однако при возрастании поездных нагрузок их необходимо усилить.

В пролетных строениях, изготовленных до 1953 г., главным образом по проектам КМЗ и треста "Стальмост", имеются многочисленные технологические трещины длиной до 30 мм на верхних и нижних концах швов приварки вертикальных ребер жесткости к стенкам главных балок (рис.1.1a). Эти трещины видны по углублениям в окраске.

Неоднократные обследования пролетных строений с такими трещинами не выявили заметного развития их, за исключением отдельных случаев.

В пролетных строениях, изготовленных по типовым проектам № 000, № 000 и № 000 встречаются отдельные технологические трещины в швах приварки горизонтальных ребер жесткости к стенкам. Трещины длиной до 200мм начинаются от конца сварного шва горизонтальных ребер жесткости в местах их прикрепления к вертикальным (рис.1.1б). Развития таких трещин не наблюдается. Кроме того, могут встречаться трещины в сварных швах прикрепления вертикальных ребер жесткости к стенкам балок (рис.1.1.в).

Рис. 1.1

СОДЕРЖАНИЕ.

1.2. Усталостные повреждения в элементах цельносварных сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных в пятидесятые годы.

В процессе эксплуатации в элементах пролетных строений появляются и развиваются усталостные трещины девяти типов (рис.1.2 и табл.1.1).

Как видно на рис. 1.2. усталостным повреждениям подвергаются детали верхних узлов связей, преимущественно поперечных.

Наиболее распространенными повреждениями являются трещины во фланговых швах прикрепления обушков уголковых распорок поперечных связей к фасонкам продольных связей (Т-1). Эти трещины начинаются, как правило, от концов швов, расположенных со стороны торцов элементов связей, а нередко распространяются на металл фасонок.

	В верхних узлах поперечных связей
	В верхних узлах продольных связей
	В стенках балок и в прикреплениях продольных ребер жесткости к вертикальным
Рис. 1.2 Типы усталостных трещин в элементах цельносварных сплошностенчатых пролетных строений

При восстановлении прикрепления распорок с помощью высокопрочных болтов или при близком расположении швов прикрепления фасонок к поясу и элементов связей к фасонкам, образуются трещины типа Т-2 и Т-3, которые в отдельных случаях приводят к полному отрыву узких фасонок от поясов. В случае приварки вертикальных ребер жесткости или "сухариков" к поясам образуются трещины типа Т-4 (рис.1.3).

Надрывы, наблюдавшиеся в начале эксплуатации на концах фланговых швов, прикрепляющих диагонали к фасонкам верхних продольных связей, в процессе эксплуатации развиваются в трещины типа Т-5. В отдельных случаях такие трещины выходят на металл фасонок.

Рис. 1.3. Типы усталостных трещин в элементах сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных по проектам №№ 000 и 541

Таблица 1.1.

Типы усталостных трещин в элементах сварных сплошностенчатых пролетных строений и в продольных балках болтосварных пролетных строений со сквозными фермами.

Тип трещин	Местоположение трещин	Вид трещин на рис.
Т - 1.	По фланговым шва прикрепления уголков верхних распорок поперечных связей	1.2.
Т - 2.	В металле верхних горизонтальных фасонок поперечных связей с началом от трещины Т - 1	1.2.
Т - 3.	В сварных швах прикрепления фасонок верхних связей к поясам	1.2.
Т - 4.	В швах прикрепления вертикальных ребер жесткости к верхним поясам балок	1.3.,1.4.
Т - 5.	Во фланговых швах прикрепления диагоналей верхних продольных связей	1.2.
Т - 6.	В швах прикрепления горизонтальных ребер жесткости к вертикальным	1.2., 1.3., 1.5.
Т - 7.	В металле верхних фасонок поперечных связей	1.2.
Т - 8.	В металле внутренних ребер жесткости у нижних граней фасонок поперечных связей	1.2.
Т - 9.	В стенках балок у верхних концов швов вертикальных ребер жесткости	1.2., 1.3., 1.4.,.1.5., 1.6.
Т - 10.	То же у нижних концов вертикальных ребер жесткости	1.3., 1.4.
Т - 11.	В металле внутренних вертикальных ребер жесткости, расположенных в плоскостях поперечных связей, у наружных концов швов прикрепления горизонтальных ребер	1.3.
Т - 12.	В металле вертикальных ребер жесткости у верхних поясов	1.3.
Т - 13.	В стенках балок по зоне сплавления верхнего поясного шва в створе вертикальных ребер жесткости.	1.3., 1.5., 1.6.
Т - 14.	В верхних поясах продольных балок проезжей части над вертикальными ребрами жесткости	1.4.
Т - 15.	В стенках балок в уровне нижнего высокопрочного болта опорного уголкового ребра жесткости	1.6.
Т - 16.	В стенках балок по зоне сплавления верхнего поясного шва между вертикальными ребрами жесткости	1.6.
Т - 17.	В стенках продольных балок проезжей части открытых пролетных строений по зоне сплавления верхнего поясного шва	1.6.

В швах прикрепления горизонтальных ребер жесткости к вертикальным возникают трещины типа Т-6, которые расположены в основном с наружной стороны балок. В пролетных строениях пролетом 18,2 м ЛГТМ 1952 г. такие трещины обнаружены с внутренней стороны балок. В последнем случае трещины вызваны вибрацией продольных связей, прикрепленных непосредственно к горизонтальным ребрам жесткости. Полное разрушение таких соединений в дальнейшем приводит к образованию трещин в сварных швах прикрепления горизонтальных ребер жесткости к стенкам балок.

При различных неисправностях пути на мосту (волнообразный износ рельсов, неплотное опирание поперечин и т. д.), способствующих вибрации элементов, трещины типа Т-7 образуются в ме­талле верхних фасонок поперечных связей и Т-8 - в вертикальных ребрах у нижних концов упомянутых фасонок.

В последние годы, т. е. после тридцатилетней эксплуатации пролетных строений, начали развиваться усталостные трещины в стенках балок вблизи верхних поясов (Т-9). Эти трещины начи­наются у верхних поясов в угловых швах прикрепления вертикаль­ных ребер жесткости к стенкам, а затем развиваются на металл стенки.

Помимо указанных усталостных повреждений трещины обнаруживаются в швах прикрепления опорных фасонок нижних продольных связей к поясам балок, в местах пересечения диагоналей опорных поперечных связей и в швах прикрепления опорных ребер жесткос­ти к нижним поясам. Эти трещины обусловлены неплотным опиранием пролетных строений на опорные части.

СОДЕРЖАНИЕ.

1.3. Усталостные повреждения в элементах сварных сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных по типовым проектам ЛГТМ инв. № 000
и инв. № 000

В элементах пролетных строений образуются и развиваются усталостные повреждения восьми типов (рис.1.3 и табл.1.1). Как видно на рис.1.3, трещины образуются от концов сварных швов, прикрепляющих ребра жесткости к стенкам и поясам, а также дру­гим элементам.

Особенно опасными для эксплуатации являются усталостные трещины, расположенные в стенках балок вблизи верхних и нижних поясов (Т-9, T-10, T-13).

В пролетных строениях, в которых вертикальные ребра жесткости не приварены к верхним поясам, возникающие по концам угловых вертикальных швов трещины, как правило, распространяются на металл стенки балок параллельно поясам.

В пролетных строениях, в которых ребра жесткости прива­рены к верхнему поясу, трещины возникают в этих сварных швах (Т-4), либо в металле самих ребер (T-12). Трещины типа T-12 начинаются от закругленной части выреза и распространяются до полного разрыва ребра. Повреждения швов прикрепления вертикальных ребер к верхнему поясу создают условия для образования и развития трещин типа Т-9 и T-13.

В пролетных строениях с парными горизонтальными ребрами жесткости трещины начинаются обычно по концам швов прикрепления их к внутренним вертикальным ребрам, в местах расположения по­перечных связей. Трещины распространяются на металл вертикаль­ных ребер параллельно стенке и с наклоном к ней (T-11).

Трещины типа Т-6 возникают и развиваются, как правило, с наружных сторон балок.

Следует отметить, что все отмеченные трещины появляются в элементах пролетных строений уже в первые годы их эксплуатации.

СОДЕРЖАНИЕ.

1.4. Усталостные повреждения в сварных продольных балках проезжей части болтосварных пролетных строений со сквозными фермами, изготовленных по типовому проекту ГТМ инв. № 000

В процессе эксплуатации пролетных строений в сварных швах и в металле стенок продольных балок проезжей части возникают усталостные трещины четырех типов (рис.1.4). Кроме того, в та­ких пролетных строениях развиваются трещины в фасонках, распо­ложенных в местах пересечения диагоналей нижних продольных связей главных ферм.

Усталостные трещины начали появляться в первые годы эксплуатации. Наиболее многочисленными являются трещины типа T-1O в стенках балок у нижних концов швов вертикальных ребер жесткости.

Трещины типа Т-9 в стенках балок у верхних концов швов ребер жесткости образуются при наличии зазоров в примыкании "сухариков", а в случае приварки ребер после полного разрушения сварных швов прикрепления ребер жесткости к верхним поясам ба­лок (Т-4). К настоящему времени трещин Т-9 значительно меньше, чем трещин T-10.

Трещины типов Т-9 и T-1O обнаруживаются, как правило, у ребер жесткости, находящихся вблизи мест прикрепления продоль­ных связей главных ферм к продольным балкам, в плоскостях по­перечных связей продольных балок, в местах присоединения тро­туарных консолей и консолей для убежищ.

В пролетных строениях, где осуществлена езда на металлических поперечинах, встречаются усталостные трещины в верхних поясах балок (T-14). Трещины типа T-14 располагаются вдоль свар­ных швов прикрепления торцов вертикальных ребер жесткости к поясу.

Рис. 1.4. Типы усталостных трещин в продольных балках болтосварных пролетных строений со сквозными фермами

СОДЕРЖАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ.

1.5. Усталостные повреждения в сварных главных балках сталежелезобетонных пролетных строений, изготовленных по типовому проекту ГТМ инв. № 000

В элементах пролетных строений образуются и развиваются усталостные повреждения трех типов (рис.1.5 и табл.1.1.), а также выявляются технологические трещины типа "в" (см. рис. 1.1.).

Усталостные трещины типа Т-9 и T-13 обнаруживаются около верхних поясов только в местах расположения опорных ребер жесткости, не прикрепленных к верхним поясам.

Трещины типа Т-9 - направлены параллельно поясам или с небольшим наклоном. Трещины типа T-13 - по зоне сплавления поясного шва.

Основной причиной образования и развития усталостных тре­щин типа Т-9 и T-13 является отсутствие жестких связей между поясами и опорными ребрами, что приводит к S - образному изгибу участка стенки на длине выреза опорных ребер жесткости за счет смещения поясов, объединенных с железобетонной плитой проезжей части, из их плоскости под воздействием горизонтальных колебаний пролетного строения.

Кроме того, в пролетных строениях встречаются трещины типа Т-6.

Рис.1.5 Типы усталостных трещин в металле сталежелезобетонных пролетных строений по проекту № 000

СОДЕРЖАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ.

1.6. Усталостные повреждения в элементах открытых сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных по типовому проекту ГТМ инв. № 000.

В элементах пролетных строений образуются и развиваются усталостные трещины четырех типов (рис.1.6 и табл.1.1).

Трещины типа T-15 возникают в стенке балки в уровне нижнего болта прикрепления опорного ребра жесткости. Загружение поперечных балок подвижной нагрузкой вызывает поворот глав­ных балок внутрь пролетного строения, что в условиях прикреп­ления нижнего пояса к верхнему балансиру опорной части приво­дит к переменному изгибу короткого участка стенки от нижнего пояса до первого болта и появлению трещины.

Трещины типа T-13 возникают в стенках балок по зоне сплавления верхних поясных швов в створе промежуточных вертикальных ребер жесткости.

Встречаются трещины длиной до 850 мм. Отдельные трещи­ны поворачивают от поясного шва на угол до 90° и распростра­няются по стенке балки. Известен случай образования аналогич­ной трещины в среднем отсеке балки вне створа вертикальных ребер жесткости (T-16).

Появление и развитие трещин типов Т-9 и T-13 связано с вибрацией отсеков стенки, деформацией проезжей части и отсутст­вием плотного опирания вертикальных ребер жесткости на пояса главных балок.

Трещины типа T-17 появляются в стенках продольных балок проезжей части по зоне сплавления верхнего поясного шва и мо­гут поворачивать в сторону нижнего пояса под углом порядка 45°. Развитие трещин начинается от выреза участка стенки в месте прикрепления ее к поперечной балке. В местах образования тре­щин отмечены ослабления или разрывы высокопрочных болтов, при­крепляющих "рыбку" к верхним поясам балок.

Рис.1.6 Типы усталостных трещин в элементах пролетных строений, изготовленных по проекту № 000

СОДЕРЖАНИЕ.

2. ПОРЯДОК ОСМОТРА СВАРНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

Обследования сварных сплошностенчатых пролетных строений производятся в случаях, предусмотренных "Инструкцией по содер­жанию искусственных сооружений" ЦП/4363 и СНиП 3.06.07-86.

Полевым работам по обследованию, как правило, предшест­вует ознакомление с технической документацией, имеющейся в службах и дистанциях пути, в ведении которых находятся обсле­дуемые сооружения. Это книги искусственных сооружений установ­ленной формы, заводская документация по изготовлению пролетно­го строения, паспорт с актом заводского инспектора о проведенном освидетельствовании и технической приемке конструкции, ведомость отступлений, чертежи и др., а также отчеты о проведенных обследованиях и испытаниях.

При обследовании рассматриваемых конструкций пролетных строений выполняются следующие работы.

2.1. При первичном обследовании производится сверка действительных геометрических размеров и сечений элементов пролетных строений, опорных частей и моста в целом, с проектными. При этом необходимо зафиксировать расстояние от опорных сечений до стыков листов нижних поясов балок, расположенных в местах изменения сечения (толщины, ширины), а также величины просветов между шкафными стенками и торцами примыкающих балок и между торцами балок смежных пролетных строений на промежуточных опорах.

2.2. Осмотр металла и сварных соединений элементов пролетных строений производится невооруженным глазом по чистой окрашенной поверхности. Осмотр производится, на предмет выявления повреждений металла элементов во время погрузочно-разгрузочных работ и монтажа, технологических дефектов сварных соединений, допущенных на заводах при изготовлении, а также усталостных повреждений сварных швов и основного металла, образовавшихся в процессе эксплуатации пролетных строений.

Сварные соединения и прилегающий основной металл осматривают, обращая особое внимание на околошовную зону, на места с резким или недостаточно плавным изменением сечения, на концы фланговых швов нахлесточных соединений и прикреплений фасонок связей, а также на другие места, вызывающие концентра­цию напряжений.

Наиболее ответственными соединениями являются стыковые швы нижних поясов балок, которые в цельносварных пролетных строениях, изготовленных в период освоения сварки в гг., были выполнены с технологическими дефектами. Опасными, с точки зрения появления и развития усталостных трещин в этих соединениях, являются наружные дефекты у стыковых швов в виде несплавлений, острых подрезов металла и неплавные уси­ления, создающие высокую концентрацию напряжений.

По материалам отчетов предыдущих обследований и данным раздела 1 устанавливаются места, где наиболее вероятно возникновение усталостных трещин. Тщательному осмотру подлежат узлы, в которых имеются неплотности в примыкании вертикальных ребер жесткости к поясам. В таких местах особое внимание уделяется состоянию окраски. При наличии в слое краски трещин, потеков и тонких следов проступающей ржавчины, краска в таких местах очищается, поверхность металла осматривается невооруженным глазом, а в сомнительных случаях с помощью лупы четырехкратного увеличения. Осмотр в условиях плохой видимости производится с помощью подсветки зеркалами или фонарем с различных точек зрения. Если после осмотра остается неуверенность в отношении наличия трещины в металле, следует узким острым зубилом снять тонкую стружку с поверхности металла по направлению предполагаемой трещины. Раздваивание снятой стружки подтверждает наличие трещины в данном месте. При снятии стружки не следует допускать зарубов металла.

Границы трещины устанавливаются осмотром с помощью лупы макрошлифа, изготовленного вблизи видимой ее части, или смачиванием трещины керосином либо бензином с последующим наблюдением за пульсацией жидкости под проходящим поездом. Очищенные от краски участки металла, а такие металл в местах образова­ния усталостных повреждений рекомендуется окрасить белилами для облегчения последующих наблюдений.

Для поиска усталостных трещин и границ их протяженности можно использовать ультразвуковые дефектоскопы, выпускаемых промышленностью, например Рельс-6, УД-13П и другие, имеющие автономное питание.

2.3. В пролетных строениях, изготовленных по типовым проектам ЛГТМ инв. № 000 и № 000 и ГТМ инв. №№ 000, 739 и 690, помимо сварных соединений, подлежат осмотру болтовые прикрепления элементов связей, балочной клетки проезжей части и металлических поперечин мостового полотна. Осмотр таких соединений производится для установления цельности болтов и плотности стяжки соединяемых частей. При обнаружении разрушен­ных болтов, что изредка наблюдается в процессе эксплуатации, нужно установить место (у головки, либо по нарезке) и, по возможности, причины разрушения. Опыт показывает, что в процессе нормальной эксплуатации, как правило, не наблюдается уменьше­ния натяжения (20 тс) высокопрочных болтов. Однако такие случаи встречаются в элементах, испытывающих повышенную вибрацию, поэтому при выявлении потеков ржавчины в прикреплении необходимо проверить их натяжение. Последнее осуществляется тарированным динамометрическим ключом. В случае обнаружения ослабленных болтов, натяжение их до проектной величины производится этим же ключом. Поврежденные высокопрочные болты заменяются новыми.

2.4. При обследовании опорных частей устанавливается общее состояние плит (балансиров), прикреплений их к балкам и подферменным площадкам, а также состояние противоугонных пла­нок и винтов в них. Кроме этого, проверяется плотность опирания опорных листов балок, верхних плит (балансиров) на нижние и последних на подферменные площадки.

В подвижных опорных частях тангенциального типа прове­ряется наличие зазора под головками винтов, скрепляющих верх­ние и нижние плиты, и положение этих винтов по отношению овальных отверстий в верхних плитах. Отсутствие зазоров, а также расположение упомянутых винтов в овальных отверстиях в крайнем положении пролета препятствует продольным перемещениям балок прилетных строений при проходе поездов и повышении тем­пературы. Эти неисправности приводят к разрушениям подферменных площадок.

2.5. При обследовании сварных пролетных строений мостов, наряду с другими частями сооружения, особо тщательно необхо­димо осматривать мостовое полотно, рельсовый путь которого должен обеспечивать безопасное и плавное движение поездов без ограничения скорости, а охранные устройства - безопасный проход колес подвижного состава на случай схода их с рельсов.

Наличие весьма распространенных неисправностей в мостовом полотне, таких как слабое прикрепление и неплотное опирание мостовых брусьев и рельсов, волнообразный износ рельсов, уве­личенные зазоры и выколы в стыках, а также значительные уширения и перекосы пути вызывают повышенную вибрацию элементов пролетных строений при проходе поездов. Упомянутая вибрация элементов является одной из главнейших причин образования и развития усталостных трещин в местах высокой концентрации напряжений в элементах сварных пролетных строений. Это указывает на необходимость своевременного выявления и безотлагательного устранения отмеченных неисправностей и отступлений от установ­ленных требований к мостовому полотну.

В последнее время, наряду с распространенным типом мосто­вого полотна на деревянных брусьях, на сварных пролетных строе­ниях рельсовый путь укладывается и на безбалластных железобетон­ных плитах.

При осмотре мостового полотна на железобетонных плитах дополнительно выясняется состояние их поверхностей (трещины, отколы, качество гидроизоляции), заполнение и качество попереч­ных стыков плит и цементно-песчаного прокладного слоя, сплош­ного или дискретного в металлических обоймах. Проверяется це­лостность и достаточность натяжения всех высокопрочных шпилек, прикрепляющих плиты к поясам и обжимающих цементно-песчаный прокладной слой. Проверка натяжения шпилек должна производить­ся теми же ключами, что и для затяжки высокопрочных болтов.

Наряду с проверкой натяжения высокопрочных шпилек, необ­ходимо тщательно осмотреть видимые поверхности цементно-песчаного прокладного слоя, особенно в районе стыков плит, где во многих случаях выявлены выколы и разрушения.

При осмотре безбалластных железобетонных плит мостового полотна обнаруживаются трещины, расположенные на нижней и верх­ней поверхностях плит, параллельно оси моста, как правило, между рельсами. Также встречаются поперечные и косые трещины.

СОДЕРЖАНИЕ.

3. СПОСОБЫ УСИЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ, ИМЕЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ И УСТАЛОСТНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ

Наиболее ответственными соединениями являются стыковые швы нижних поясов балок, которые в цельносварных пролетных строениях, изготовленных в период освоения сварки в гг., были выполнены с технологическими дефектами.

При выявлении острых подрезов и неплавных усилений в стыковых швах необходимо проведение оздоровительных мероприя­тий. Так, поверхностные, дефекты и острые подрезы на глубину до 2 мм исправляются плавной зачисткой металла с помощью шли­фовальной машинки. Глубина подреза на торце стыкового шва определяется по изготовленному макрошлифу.

В дальнейшем, при вводе в обращение вагонов габарита Тпр все стыки, имеющие дефекты, превышающие нормируемые величины, должны быть усилены накладками на высокопрочных болтах, в первую очередь на линиях с интенсивным движением поездов.

Технологические трещины, имеющие длину более 200 мм (см. рис.1.1 б, в), завариваются электродами УОНИ 13/45 диаметром 4 мм.

При обнаружении усталостных трещин в основном металле элементов пролетных строений длиной более 20 мм концы их засверливаются сверлом диаметром 18-20 мм. Центр отверстия дол­жен располагаться на расстоянии половины диаметра сверла за концом трещины. Для уменьшения концентрации напряжений рекомен­дуется производить зенковку с обеих сторон отверстия на глу­бину 2-3 мм.

После засверловки концов трещин производятся следующие мероприятия, в зависимости от типа усталостных трещин:

T-1, Т-2 - уголки элементов продольных связей прикреп­ляются к фасонкам с помощью одного высокопрочного болта, пос­тавленного на расстоянии 40-50 мм от кромки фасонки;

Т-3 - при длине трещины более половины шва прикрепления устанавливаются накладки на высокопрочных болтах;

Т-4 - осуществляется плотное примыкание ребер жесткости к верхним поясам с помощью центрирующих планок (рис. 3.1);

Рис. 3.1. Конструкция центрирующих планок и составных клиновидных «сухариков»

Т-5 - уголки диагоналей верхних продольных связей прикрепляются к фасонке двумя высокопрочными болтами в соответст­вии с рис.3.2;

Рис.3.2. Схема прикрепления и срезки, выступающей полки элементов верхних продольных связей

Т-6 - осматриваются швы прикрепления горизонтальных ре­бер жесткости к стенкам. Оборванные швы восстанавливаются по методике заварки технологических трещин или ставятся уголковые коротыши для объединения горизонтальных и вертикальных ребер жесткости

Т-7 - фасонки перекрываются накладкой на высокопрочных болтах. Выступающая кромка диагонали поперечных связей срезается (рис.3.2);

Т-8 - наблюдение в соответствии с действующей инструкцией;

Т-9 - обеспечивается плотное примыкание ребер жесткости к верхним поясам с помощью центрирующих планок (см. рис. 3.1). Для этого проводится срезка верхней части вертикальных ребер жесткости на длине 40 мм от пояса. Места примыкания планок к поверхности вертикальных ребер жесткости и к поясу зачищаются до чистого металла. По отверстиям, просверленным в планках, размечаются отверстия в ребрах так, чтобы планки плотно приле­гали к поясу.

После сверления отверстий в ребрах диаметром 25 мм, план­ки устанавливаются на ребра, поджимаются болтами и подбивают­ся до плотного, без зазоров, примыкания к поясу. Зафиксировав это положение струбцинами, производят затяжку высокопрочных болтов на усилие 20 т.

В сталежелезобетонных пролетных строениях по проекту ГТМ № 000 усиление производится двухсторонними уголковыми коротышами, прикрепленными к опорному ребру и верхнему поясу высокопрочными болтами (рис.3.3). В случае отсутствия зазоров меж­ду "сухариками" и верхними поясами уголки усиления устанавли­ваются через одну или две прокладки 200х200 мм соответствующей толщины, позволяющие обойти "сухарик". При наличии зазора между "сухариками" и верхними поясами - "сухарики" можно срезать, а уголки усиления установить без прокладок.

При наличии квалифицированного сварщика усиление может быть выполнено заменой верхних "сухариков" наружных и внутрен­них опорных ребер жесткости стальными пластинами, приварен­ными к ребрам и присоединенными к верхним поясам высокопроч­ными болтами (см. рис.3.3);

а) уголковыми коротышами q*- назначается по месту

б) металлическими пластинами

Рис. 3.3. Конструкция усиления верхних узлов опорных ребер жесткости сталежелезобетонных пролетных строений по проекту ГТМ № 000

T-10 - осуществляется плотное примыкание ребер жесткости к нижнему поясу с помощью составных клиновидных "сухариков" (рис.3.1). Порядок установки "сухариков" следующий:

- производится срезка части вертикальных ребер жесткости с обычными "сухариками" на длине 40 мм от нижнего пояса. Места примыкания "сухариков" к поясу и к ребрам зачищаются до чистого металла. Между торцом ребер и поверхностью пояса вставляются обе части составного клиновидного "сухарика" и плотно забиваются так, чтобы не было зазоров в примыкающих деталях (рис

- верхние части "а" составного "сухарика" привариваются к торцам ребер. После остывания швов производится добивка нижних частей "сухариков" и сварка обеих частей. Нарушение последовательности установки клиновидных "сухариков" может привести к образованию зазоров.

Для устройства плотного опирания вертикальных ребер жесткости на нижние пояса можно использовать и центрирующие планки.

Установку центрирующих планок и составных клиновидных "сухариков" следует проводить во всех местах неплотного (более 0,3 мм) опирания ребер жесткости на пояса, в целях профи­лактики образования усталостных трещин в стенках балок.

Примыкание ребер жесткости в поясам разрешается осу­ществлять также с помощью уголковых коротышей, прикрепленных к вертикальным ребрам жесткости и поясам с помощью 4-х высокопрочных болтов (по два на каждый элемент);

T-11 - срезать выступающие полки диагоналей поперечных связей применительно к рис.3.2;

T-12 - поставить центрирующие планки (см. рис. 3.1.). Длина планки подбирается по месту;

T-13 - усиление как и при Т-9, а при длине трещин более 200мм производится постановка двухсторонних поясных уголков на высокопрочных болтах;

T-14 - установить двухсторонние накладки на высокопрочных болтах. При этом производится срезка верхней части верти­кального ребра, зачистка нижней поверхности верхнего пояса и восстановление примыкания вертикальных ребер к поясу с помощью центрирующих планок;

T-15 - установить РОЧ между верхними балансирами опорных частей и поясами главных балок, обеспечив плотное опирание внутренних опорных уголков на нижние пояса.

Установка РОЧей обеспечит свободу угловых деформаций опорных узлов в поперечном к оси моста направлении, что приведет к существенному уменьшения изгибающего момента в местах возникновения трещин.

Проект усиления должен разрабатываться специализированной организацией и утверждаться ЦП МПС.

T-16 - при длине трещины более 200 мм производится постановка двухсторонних поясных уголков на высокопрочных болтах.

T-17 - производится постановка двухсторонних поясных уголков на высокопрочных болтах или замена продольной балки.

Кроме того, в пролетных строениях, изготовленных по типо­вому проекту Гипротрансмоста № 000, трещины возникают в фасонках, расположенных в местах пересечения диагоналей.

Поврежденные фасонки заменяются уголковыми или тавровыми накладками соответствующих сечений, со скошенными на длине 100мм концами выступающих полок.

Мостовое полотно должно содержаться в соответствии с требованиями Инструкций ЦП 4363.

Учитывая, что волнообразный износ рельсов в максимальной степени способствует образованию и развитию усталостных повреж­дений в элементах пролетных строений, рельсы на мостах, имеющие волнообразный износ более 1 мм, должны быть отшлифованы или заменены на новые.

При плановой замене мостовых брусьев на сварных сплошностенчатых пролетных строениях рекомендуется, по согласованию с ЦП МПС, для уменьшения кручения верхних поясов, вводить центрирующие прокладки шириной 240-300 мм между брусьями и верхним поясом (рис.3.4). В качестве центрирующих прокладок можно использовать две резиновые прокладки ЦП 153 шириной 2х145=290 мм, уложенные поперек каждого бруса и прикрепленные к нему гвоздями. Брусья в этом случае крепятся костылями (шурупами) к охранным уголкам, которые соединяются с поясом обычными болтами, пропущенными в промежутках между брусьями через один просвет.

Перед укладкой мостового полотна на безбалластных железобетонных плитах необходимо проводить тщательный осмотр поверх­ностей плит с целью выбраковки плит, имеющих волосяные трещины по всей длине. Основной причиной появления таких трещин является некачественное заводское изготовление.

Рис. 3.4. Деталь центрированного крепления поперечины к поясу

При укладке плит на деревянные прокладки зазоры между плитами и прокладками не должны превышать 1 мм. При повышенных зазорах во время натяжения шпилек на усилие 8 т могут образоваться косые трещины.

В первый год эксплуатации необходимо проверять натяжение шпилек ежемесячно, а затем 2 раза в год. Обнаруженные при осмотрах оборванные шпильки должны быть заменены новыми.

При разрушении цементно-песчаного прокладного слоя бли­жайшие шпильки должны быть отпущены до усилия 8 т, цементно-песчаный прокладной слой отремонтирован и после твердения раст­вора восстановлено натяжение шпилек 20 т.

Плиты, имеющие продольные трещины по всей длине верхней поверхности раскрытием более 0,2 мм или сквозные трещины, подлежат замене.

Для уменьшения динамического воздействия на пролетные строения полезным мероприятием является укладка бесстыкового пути в соответствии с техническими условиями на укладку и содержание бесстыкового пути и специальными указаниями.

Результаты обследования сварных пролетных строений с подробным описанием выявленных дефектов и повреждений, а также с указанием неотложных мероприятий оформляются в виде отчета при первом обследовании и акта - при повторных. При периодических и текущих осмотрах результаты обследования сварных пролетных строений с необходимыми мероприятиями заносятся в Книгу искусственных сооружений.

Зам. директора НИИ мостов ________________

Начальник отдела инженерных сооружений ЦП МПС ___________________

СОДЕРЖАНИЕ.