Определение, задачи и структура эксплуатации мостов (стр. 3 )

Рис.3.1. Виды трещин в железобетонных мостах

Вертикальные температурные трещины 1 (см. рис. 3.1) возникают из-за заклинивания подвижных опорных частей. Опасность трещин 1 – ослабление соединения опорной части и пролетного строения, вплоть до отрыва ОЧ от ПС.

Вертикальные силовые трещины 2 (см. рис. 3.1) образуются в растянутых и изгибаемых элементах с обычной арматурой. Опасность трещин 2 – вызывают ржавление рабочей арматуры при раскрытии более 0,3 мм.

В предварительно напряженных элементах вертикальные трещины 2 нормами не допускаются.

Усадочные трещины 3 (см. рис. 3.1) образуются при недостаточном уходе за бетоном в процессе его твердения на стадии изготовления. Трещины располагаются в беспорядочном направлениях, образуя мелкую сетку. Опасность трещин 3 – задерживают влагу, способствуют разрушению защитного слоя бетона.

Наклонные трещины 4 в приопорных участках (см. рис. 3.1) вызываются главными растягивающими, усадочными и температурными напряжениями. Опасность наклонных трещин 4 – указывают на недостаточную трещиностойкость конструкции из-за ошибок на стадии проектирования.

Продольные трещины 5 (см. рис. 3.1) между плитой и ребром элемента возникают из-за нарушений технологии укладки и уплотнения бетонной смеси. Опасность трещин 5 – нарушается целостность конструкции, так как плита отделяется от ребра.

Следующая группа дефектов: коррозия бетона в виде:

а) Фильтрация – это протекание воды через толщу бетона. Визуализация в виде темного пятна на нижней поверхности элемента.

б) Выщелачивание – это фильтрация с вымыванием вяжущего из цементного камня. Распространенное вяжущее оксид кальция СаО (негашеная известь). Визуализация в виде белого налета на поверхности бетона гидроксида кальция Са(ОН)2 (гашеная известь). СаО + Н2О = Са(ОН)2.

в) Карбонизация – это образование агрессивного соединения бикарбоната кальция в бетоне, вызывающее интенсивную коррозию арматуры.

1)  СаО + Н2О = Са(ОН)2

2)  СО2 + Н2О = Н2СО3

3)  Са(ОН)2 + Н2СО3 = СаСО3 + 2Н2О

4)  СаСО3 + Н2СО3 = Са(НСО3)2

СаСО3 – карбонат кальция (малорастворимое соединение),

Са(НСО3)2 – бикарбонат кальция (легкорастворимое соединение).

Визуализация после химической реакции.

Дополнительно к дефектам следует отнести отклонения от проектных размеров и снижение прочностных свойств материалов, а также отклонения от проектного положения конструкций.

3.2 Надзор, содержание и ремонт железобетонных мостов

1) Надзор включает:

1.1) Постоянный надзор проводится раз в 10 дней мастером.

1.2) Текущий осмотр – проводится 1 раз в полгода мастером.

1.3) Периодический осмотр – проводится главным инженером в те же сроки.

1.4) Специальный осмотр – проводят специализированные организации по плану 1 раз в 10 лет.

1.5) Диагностика – проводят специализированные организации 1 раз в пять лет.

1.6) Режимные наблюдения – проводят специализированные организации не реже 2 раз в год.

2) Основные положения по содержанию.

2.1) В первую очередь поддерживать в исправном состоянии покрытие проезжей части, водоотводные устройства и гидроизоляцию.

2.2) Для стока воды поверхность проезжей части и тротуаров должна иметь достаточные уклоны: продольные (минимум 5 промиль) и поперечные (20 промиль), согласно п. 5.76, СП 35.13330.2011. Покрытие должно быть ровным, без трещин, выбоин и других дефектов, препятствующих отводу воды.

2.3) Водоотводные трубки должны быть прочно заделаны в элементы мостового полотна, а количество их – достаточным для быстрого отвода воды по лоткам в фильтрующие колодцы. Согласно п. 5.77, СП 35.13330.2011 – трубки устанавливаются с шагом 6-12 м, но не менее 3 трубок с каждой стороны в пролете.

2.4) Как профилактическое мероприятие для заделки мелких трещин и для предотвращения разрушения поверхности защитного слоя бетона на поверхность железобетонных элементов наносится защитное покрытие в виде пленкообразующих материалов или жидких составов на основе цемента. К таковым относятся полимерные краски: хлорвиниловые, кремнийорганические, полиуретановые, эпоксидные и хлоркаучуковые эмали, а также полимербетоны «Мастерсил». Данное профилактическое мероприятие называется гидрофобизация бетона.

2.5) При повреждении гидроизоляции вдоль тротуаров производят ремонт на ширине 1 м, а при локальном повреждении ремонтируют на участке радиусом 1,5 м от места повреждения. Перечисленные ремонтные работы входят в состав планово-предупредительного ремонта.

3) Основные положения по ремонту.

3.1) При большой площади повреждения гидроизоляции, а также в зависимости от состояния других конструктивных слоев мостового полотна существуют следующие способы восстановления:

а) замена гидроизоляции с последующим восстановлением защитного слоя и покрытия;

б) устройство дополнительного слоя гидроизоляции поверх защитного слоя плюс дополнительные защитный слой и покрытие;

в) придание гидроизоляционных свойств защитному слою, т. е. пропитывают гидрофобизирующими материалами и дополнительный слой покрытия.

3.2) Во время ремонта элементов, испытывающие деформации более 0,1 мм, применяются полимерные составы, специальные сухие ремонтные смеси, например: РС-250, РС-300, Пенетрон, ЭМАКО (Германия, Италия), отечественный аналог БАРС (, г. Подольск), ТФ-2 (НПО «Новтехстрой», г. Москва) и др. материалы.

3.3) Если деформации элемента меньше 0,1 мм, для устранения дефектов используются жесткие полимерцементные растворы. Примерный состав: цемент марки 500, песок фракции до 3 мм, 44%-ная эмульсия латекса и вода. Предварительно поверхность увлажняют 10%-ной латексной эмульсией.

3.4) При повреждении бетона на больших участках (сколы, шелушение, усадочные трещины) применяют быстротвердеющие цементобетонные смеси. Примерный состав: цемент марки 400-500, песок фракции до 3 мм и щебень фракции до 15 мм.

3.5) Перед началом ремонтных работ разрабатывается план организации движения транспорта. На время ремонтных работ движение закрывается или организовывается объезд моста. Если движение не перекрывается, на дороге устанавливается ограничение скорости до 20 км/ч и устраняются все недостатки покрытия.

3.6) Для более полного заполнения трещин ремонтным составом перед началом проведения ремонтных работ рекомендуется небольшой пригруз конструкции (2-5% разрушающей нагрузки), который снимается через 6-10 часов.

3.7) Методы заделки трещин и других дефектов:

1) Метод шпаклевания заключается в заполнении предварительно разделанной трещины ремонтным раствором по технологии штукатурных работ или методом шприцевания с последующим разглаживанием поверхности.

Кромки трещины (см. рис. 3.2) разделывают клином под углом 45-60 град или в виде прямоугольника шириной 10 мм на глубину не менее 10 мм для очистки стенок и обеспечения надежного сцепления ремонтного состава со здоровым бетоном.

Рис. 3.2. Способы разделки трещины

2) Метод подачи раствора низкой вязкости самотеком заключается в заполнении предварительно разделанной горизонтальной обращенной вверх трещины ремонтным раствором с использованием ёмкости типа масленки с оттянутым носиком. Трещину поливают по всей длине до полного её заполнения ремонтным составом. Если раствор впитался в стенки трещины, проводится повторная обработка.

3) Метод инъектирования заключается в принудительной подаче ремонтного состава в трещину под давлением с использованием специальных ниппелей-инъекторов.

4) Метод торкретирования заключается в нанесении ремонтного состава под давлением на поверхность элемента слоями толщиной 5-10 мм, общая толщина наносимого слоя 20-40 мм. Торкретирование ведут торкрет-аппаратом. Предварительно на ремонтируемой поверхности закрепляется металлическая сетка для увеличения прочности слоя торкретбетона.

4 Эксплуатация металлических мостов

Металлические мосты выполняют из углеродистых и низколегированных сталей (Ст. 3 мост., М16, 15ХСНД и пр.). Элементы конструкций соединяют при помощи заклепок, электросварки и высокопрочными болтами.

Для выполнения ремонтных работ металлических конструкций, за исключением мелких повреждений и систематической окраски, требуется привлечение специализированных строительных организаций, обладающих необходимыми средствами и квалифицированной рабочей силой.

4.1 Основные дефекты металлических мостов

1) Атмосферная коррозия металла – это разрушение металла вследствие химического, электрохимического и биологического воздействия окружающей среды (рис. 4.1).

Рис.4.1. Виды распространения коррозии:

сплошная: а) – равномерная; б) – неравномерная;

местная: в) – пятнами; г) язвенная; д) питтинговая (до сквозного);

е) межкристальная; ж) – подповерхностная; и) – коррозионное растрескивание.

Причины образования – это увлажнение металла или воздействие на металл вредных газов, особенно сернистого, а также блуждающие токи, возникающие при недостаточной изоляции электропроводов, уложенных в конструкции мостов. В первую очередь коррозия поражает плохо окрашенные поверхности и места скопления воды.

2) Трещины в металле. Возникают в зонах концентрации напряжений: в местах резкого изменения сечения, вблизи сварных швов; из-за воздействия низких температур при недостаточной хладноломкости металла.

3) Mecтные деформации элементов. Возникают при недостаточной жесткости элементов или действии случайных сил большой величины.

Рис.4.2. Местные деформации. Дефекты болтовых и сварных соединений

Виды местных деформаций (рис.4.2):

1) коробления поясов сплошных балок;