5. Проверка наружной поверхности.

Отсутствие жировых и ржавых пятен, подтеков

На наружной поверхности стоек, за исключением места стыка полуформ, не допускаются:

• раковины диаметром более 6 мм глубиной более 3 мм;

• более одной раковины на 2 м длины стойки;

• местные наплывы (впадины) высотой (глубиной) более 3 мм;

• сколы бетона глубиной более 3 мм и диной более 50 мм на 1 м длины;

На наружной поверхности стоек в месте стыка полуформ, не допускаются:

• раковины и щели;

• местные наплывы (впадины) высотой (глубиной) более 3 мм и шириной более 2 мм;

• уступы (по стыку полуформ в зоне установки изолирующих элементов) высотой более 3 мм.

В бетоне стоек не допускается трещины, за исключением поверхностных усадочных с шириной раскрытия не более 0,1 мм. Длина поверхности усадочных трещин должна быть не более 50 мм, а их число – не более пяти на 1 м длины стойки.

6. Проверка внутренней поверхности (выборочно).

Обвалы бетона или арматуры не допускается.

7. Проверка геометрических размеров (выборочно).

Отклонения действительных значений геометрических параметров стоек от номинальных не должны превышать предельных:

длина  20 мм, наружный диаметр  5 мм, диаметр отверстия  2 мм, расстояние между центрами отверстий  2 мм, размер, определяющий положение отверстия  5 мм, толщина стенки +30 – 5.

8. Проверка толщины наружного защитного слоя.

Осуществляется неразрушающими методами (приборы ИЗС-10Н, ИПК-1 и т. п.) на контролируемых участках, числом не менее 9 (расположение их должно быть указано в рабочих черт ежах). Отклонение не должно превышать  5 мм по всей поверхности стойки и при этом толщина наружного защитного наружного слоя бетона должна быть не менее 16 мм.

9. Проверка толщины внутреннего защитного слоя (выборочно).

Осуществляется путем линейных измерений на каждом торце стоек в четырех точках (по концам взаимно перпендикулярных диаметров), за среднее отклонение принимается среднеарифметическое результатов этих четырех замеров. Отклонение от номинальной в сторону уменьшения не должно превышать: местное - 10 мм, среднее – 5 мм, при этом толщина внутреннего защитного наружного слоя бетона должна быть не менее 20 мм.

10. Проверка сопротивления изолирующих элементов.

Электрическое сопротивление между арматурой стоек (диагностическим проводником) и деталями для крепления консолей и кронштейнов измеряется мегаомметром на 500 В и должно быть не менее 10 000 Ом (при сухой поверхности бетона, изолирующих элементов и деталей).

11. Проверка прочности бетона.

Осуществляется неразрушающим контролем ультразвуковым методом (допускается применение других стандартизованных методов) прибором УК1401 путем поверхностного прозвучивания стоек по линии, перпендикулярной направлению рабочей арматуры.

Нормативный изгибающий момент, кНм (тсм)	Нормируемая прочность бетона на сжатие, МПа (кгс/см^2)	Время распространения ультразвука в бетоне не более, мкс
49 (5.0), 59 (6.0), 66 (6.7)	27,5 (280)	36
79 (8.0), 88 (9.0)	35,3 (360)	36
98 (10.0), 111 (11,3)	37,7 (385)	35

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА НАДЕЖНОСТЬ ОПОР

Срок службы железобетонной конструкции зависит от толщины бетона до арматуры.

Бетон защищает сталь щелочной средой рН11.

Бетон по своей структуре пористый материал, и может активно впитывать влагу и воздух из окружающей среды и его защитные свойства нельзя уподобить действию обычных покрытий, механически изолирующие металл от внешней среды (как, например, защитное покрытие металлических опор). Защитное свойство бетона обуславливаются способностью поддерживать высокую щелочность впитанной влаги, которая обеспечивает пассивность поверхности металла, и в первую очередь приарматурного слоя, на которой образуется защитная пленка гидрооксида железа. Все известные коррозийные повреждения арматуры в железобетоне, так или иначе связаны с разрушением этой пленки. Особенно опасны кислые почвы с рН=3-6 (гумусовые и болотистые), а так же почвы, имеющие активаторы (которые не меняют рН, но разрушают защитную пленку - хлориды).

Вместе с тем существует ряд факторов, агрессивно воздействующие на железобетон:

1. Природные воды, которые вымывают из бетона его составляющие, в первую очередь гидрооксид кальция.

2. Углекислота, содержащаяся в природных водах, присутствующая в почвах, воздухе.

СО₂+Са(ОН)₂=СаСО₃+Н₂О - химическая реакция, образуется карбонат кальция, наблюдаемый на поверхности бетона в виде белых пятен и натеков.

3. Циклическое замерзание и оттаивание содержащейся в капиллярах и порах бетона влаги вызывает постепенное разрушение структуры бетона.

4. Действие тока (электрокоррозия) - на участках постоянного тока тяговый ток стекает через заземление и опоры в землю в анодных и знакопеременных зонах - процесс гидролиза с вымыванием ионов железа из арматуры. На участках переменного тока опасность электрокоррозии в 100 раз ниже.

5. Действие механических эксплуатационных нагрузок.

6. Механические повреждения вследствие наездов путевой техники, ударов и т. д.

Таким образом, комплекс погодно-климатических и эксплуатационных факторов приводит к потери прочности железобетона. Такие процессы развиваются во всех опорах с той или иной степенью интенсивности, наиболее быстро в бетоне опор с низким качеством изготовления и прежде всего с несоблюдением толщины стенки.

Наблюдения за состоянием опор и данные научных исследований показывают изменения несущей способности во времени:

На первом этапе накопление микротрещин происходит достаточно медленно. Его продолжительность зависит от условий эксплуатации и качества изготовления.

На втором этапе несущая способность начинает резко снижаться вследствие прогрессирующего лавинного накопления в бетоне микроповреждений. Применение средств диагностирования улучшает ситуацию, но полностью вопрос не решает.

Исходя из вышеизложенного, становится очевидна необходимость технического контроля (диагностирования) опор в процессе эксплуатации.

Первые попытки такого рода работ проводились в 1984-85 гг.

Пробовали два метода:

1) отрыва со скалыванием (трудоемкий, повреждающий конструкцию);

2) отскока (принцип связи прочности с упругими качествами бетона, определяет прочность поверхности опор без трещин).

В Указаниях (К-146-96) для диагностирования опор определен наиболее перспективный ультразвуковой метод. Преимущества:

1. Контроль прочности по всему объему бетона.

2. Возможность контроля в любой точки конструкции.

3. Простота и производительность.

4. Наличие портативного прибора.

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ОПОР УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ

1. Диагностирование опор проводится с целью выявления скрытых дефектов и определения несущей способности железобетонных опор.

2. Диагностирование проводят прибором УК1401 в сухую погоду при относительной влажности не более 90% и температуре воздуха не ниже +5 ^О С, после периода дождей не ранее, чем через 2 - 3 дня.

3. Диагностирование надземной части железобетонных опор с оценкой несущей способности проводится:

раздельных опор с усиленной изоляцией и повышенной надежностью (типа СС, СП, СТ, ССА) – по состоянию, но не позднее 12 лет после ввода в эксплуатацию, далее – по результатам обследования;

остальных опор – 1 раз в 6 лет.

4. Диагностирование проводится в следующем порядке:

Уточняется по Книге металлических и железобетонных опор (ЭУ-87) тип, нормативную несущую способность, назначение, срок службы (год установки), данные последних осмотров и предыдущего диагностирования. При отсутствии данных тип опоры определяется с использованием прибора ИЗС-10Н: установить указатель диаметров арматуры на "4", перемещая преобразователь по окружности, следить за показаниями прибора; если показания прибора меняются от 3-4 мм до 10-15 мм - то опора типа ЖБК или СС, если показания около 15-18 мм, то опора типа СЖБК, СК, С (предварительно напряженная).

Определяется места и порядок прозвучивания. У опор типа СЖБК измерения проводят на высоте 1,2-1,5 м от поверхности земли и 0,5-0,7 м ниже крепления пяты консоли (внимание: в этом случае категория работ по электробезопасности - вблизи от частей, находящихся под напряжением, с подъемом на высоту, работа выполняется по наряду). Для других типов - только в нижней части со стороны пути. При наличии на поверхности опоры зон с сеткой мелких трещин измерения должны проводится дополнительно в этих зонах.

При наличии продольных трещин прибор устанавливают так, чтобы трещины находились вне базы измерений, в зонах мелких трещин прибор устанавливают так, чтобы в базу измерений попало наибольшее их количество.

Прибор настраивается на измерение времени прохождения сигнала в мкс, последовательно прикладывая к поверхности опоры и отнимая от нее, добиться устойчивых показаний (отличающихся не более чем на 5% на расстоянии до 100 мм), зафиксировать по три показания времени распространения ультразвука при положении прибора поперек опоры и вдоль ее. Среднее значение результатов измерений занести в карту измерения (карточку дефектной опоры), указав место замеров.

Неустойчивые показания прибора характеризуют дефектность структуры бетона, и является дополнительным признаком снижения прочности опоры.

Прибором можно определить глубину раскрытия трещины, если поместить продольную трещины в базу измерения: при отсутствии показаний на приборе - трещина сквозная.

5. Обработка результатов и оценка состояния опоры:

По каждому месту измерений определить среднее из трех замеров и показатели прочности бетона П1 - время распространения ультразвука в поперечном направлении:

П1 = t_попер

и П2 - отношение П1 к времени распространения ультразвука в продольном направлении:

П2 =П1 / t_прод

По указанным показателям оценивается несущая способность опоры и определяется условия ее дальнейшей эксплуатации:

Состояние	Показатели прочности		Условия
опоры	для ЖБК	для СЖБК, СК, С	эксплуатации
Нормальная	П148 П21,2	П136 П21,1	без ограничений
Дефектная	48П172 1,2П21,6	36П148 1,1П21,4	ставятся на контроль и в план на замену
Остродефектная	П172 П21,6	П148 П21,4	срочная замена, до замены - на оттяжки

Результаты оформляются актом (протоколом) и заносятся в книгу опор ЭУ-87, на дефектные опоры оформляют карточки.

При диагностировании подземной части с откопкой ставят на оттяжки откапывают на 1м и выдерживают 4-5 дней, затем проводят измерения по той же методике.

Для металлических опор основной метод определения технического состояния - визуальный.

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОПОР

1. Сопротивление заземления опор измеряется по цепи: заземляемые металлические детали - заземляющий проводник - рельс - грунт - защитный слой фундаментной части - арматура - защитный слой надземной части - заземляемые детали.

Как известно сопротивление железобетонной опоры складывается из двух составляющих - сопротивления верхнего пояса (поддерживающие конструкции - арматура) и сопротивления арматура-земля. Практика обследований и расчеты фактически для любых грунтовых условий не превышает 60 Ом, а в подавляющем большинстве случаев находится в пределах 10-30 Ом.

Сопротивление верхнего пояса зависит от того, как реализуется электрический контакт между болтом закладной детали (хомутом) и арматурой. Электрический ток может протекать через рассматриваемый узел в двух случаях:

непосредственная (металлическая) связь между болтом и арматурой,

электрический контакт осуществляется через слой бетон и изолирующую втулку.

Для опор с хомутовым креплением конструкции ток протекает в двух случаях:

непосредственное касание хомута с арматурой,

контакт через слой бетона.

Наиболее частая причина возникновение металлического касания болта закладной конструкции с арматурой возникает в случаях, когда при изготовлении опоры допущен выход даже небольшого участка арматурной проволоки в отверстие под закладную деталь. Резиновая втулка со временем продавливается или перетирается.

Металлическое касание хомута - редкий случай.

Так или иначе при металлическом касании сопротивление в цепи тока утечки полностью определяется сопротивлением арматура-грунт.

2. Измерение сопротивления проводится в сухую погоду:

после установки опоры и монтажа на них всех поддерживающих устройств до перевода или монтажа контактной подвески (сопротивление должно быть не менее 10 кОм на участках постоянного тока и 1,5 кОм - на участках переменного тока); запрещается вводить в эксплуатацию новые опоры, имеющие сопротивления менее указанных;

не позднее одного года после ввода в эксплуатацию;

периодически 1 раз в 6 лет на участках постоянного тока, на участках переменного тока - по необходимости, и выборочно в местах с агрессивными грунтами по отношению к бетону – 1 раз в 9 лет.

3. Измерение следует проводить в следующем порядке:

проверить внешним осмотром целостность, исправность и надежность присоединения к тяговому рельсу заземления опоры, определить место присоединения шунта;

если заземление опоры совмещено с рабочим заземлением КТП и т. п., работы по измерению сопротивления такой опоры ведется со снятием напряжения с заземляемого оборудования;

до установки переносного шунта можно замерить ток утечки с помощью токовых клещей;

установить в диэлектрических перчатках переносной шунт с рубильником и ИП, после чего отсоединить заземление от опоры или тягового рельса;

наиболее предпочтительным прибором для измерения сопротивления опор является ПК-1М, ПК-2, при применении М416, МС-07(08), Ф4103 до подключения прибора необходимо оценить потенциал рельс-земля (рельс-опора) в рассечку на ИП.

если потенциал превышает 4-5 В, то ошибка в измерении сопротивления может составить до 50%, а при большом потенциале можно повредить цепи измерительного прибора (потенциал может достигать более сотни вольт), в этом случае нужно использовать метод амперметра-вольтметра.

4. Измерение вышеперечисленными приборами проводится по двухэлектродной схеме (рис. 1).

5. Измерение методом амперметра-вольтметра ведется по схеме (рис. 2). Измерения проводят при потенциале 8-10 В. Допускается вести измерения мультиметром (комбинированным прибором), включая его в рассечку заземления попеременно на измерение напряжения и тока при устойчивых (не меняющихся) показаниях последних. При этом попеременно сделать не менее трех замеров напряжения и тока.

6. Измерение входного сопротивления группового заземления опор проводится аналогично.

7. По возможности необходимо определить причины низкого сопротивления опоры и мероприятия по их устранению. В подавляющем большинстве случаев причины следующие:

металлические опоры (изначально принимаются низкоомными) - устанавливаются ИП;

опоры с отсутствием изоляции в анкерной оттяжке - изолируется оттяжка;

опоры с заземляющим проводником, проложенным внутри стенки опоры, - заземляются наружным проводником;

опоры жестких поперечин при плохой изоляции ригеля от опоры - устанавливаются ИП.

8. По окончании измерений восстановить заземление опоры.

9. Результаты измерений оформить актом (протоколом) и занести в книгу опор (форма ЭУ-87).

ПОИСК НИЗКООМНЫХ ОПОР В ГРУППОВОМ ЗАЗЕМЛЕНИИ

1. При входном сопротивлении группового заземления опор менее 100 Ом, необходимо найти и исключить из группового заземления (или устранить причину, см. выше).

2. Сначала необходимо осмотреть опоры: обращают внимание на изоляцию оттяжек анкеров, касание троса группового заземления верхнего вывода внутреннего заземляющего проводника и т. д.

3. Исключая поочередно "подозрительные" опоры из группового заземления, измерять входное сопротивление группового заземления и (или) сопротивление опоры.

4. Найти низкоомные опоры и измерить их сопротивление в группе можно методом градиента потенциала и индукционным методом с помощью прибора ПОИСК-1 или ИСО.

5. Результаты измерений оформить актом (протоколом).

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ОПОР

Выявленные в процессах осмотра и диагностирования повреждения и дефекты классифицируются и индексируются; и на основании проведенной оценки состояния конструкций подразделяются на дефектные и остродефектые.

Остродефектые опоры и фундаменты – это конструкции, состояние которых представляет угрозу безопасности движения поездов, вследствие их возможного разрушения.

Остродефектые опоры и фундаменты – это конструкции, у которых произошло снижение несущей способности до значений, достаточных для восприятия действующих на них нагрузок.

О выявленной остродефектной опоре в суточный срок докладывается ЭЧК, ЭЧС, ЭЧ и в течение трех суток опора ставится на оттяжки и заменяется:

анкерная, переходная – в течение месяца,

промежуточная – в течение трех месяцев.

Дефектные опоры заменяются в плановом порядке.

На все дефектные (остродефектные) опоры заполняется дефектная карточка.