книги / Эксплуатация мостов. Особенности эксплуатации железобетонных конструкций мостов

железобетона обеспечивает раскрытие трещин не более 0,2 мм, при котором ржавление арматуры практически не происходит. Особенно опасны трещины с раскрытием более 0,2 мм в зонах расположения проволочных пучков предварительно напряженной арматуры. Для правильной оценки опасности трещин необходимо установить причины их появления, тенденцию к развитию и проанализировать влияние на эксплуатационные характеристики конструкции.

Характерные дефектыпоказанынарис. 2.1 иописаныв табл. 2.1.

Рис. 2.1. Дефекты в железобетонных балках пролетных строений (1–12 – дефекты, характеризуемые в табл. 2.1)

Таблица 2.1 Характеристика и причины появления дефектов в балочных

железобетонных пролетных строениях (см. рис. 2.1)

№	Характер и места расположения		Наиболее вероятные причины
п/п	дефектов		появления
1	Вертикальные поперечные тре-		В случае обычного армирования
	щины в растянутой зоне изги-		неизбежны (допускаемое раскры-
	баемых элементов в	середине	тие до 0,2 мм обеспечивается под-
	пролета		бором арматуры, исходя из расче-
			та на трещиностойкость). В пред-
			варительно напряженных элемен-
			тах – недостаточное напряжение
			арматуры, большие потери напря-
			жения арматуры; трещины сило-
			вого происхождения от перегруз-
			ки конструкции

31

Продолжение табл. 2.1

№	Характер и места расположения	Наиболее вероятные причины
п/п	дефектов	появления
2	Поперечные трещины в плите	Перетяжка напрягаемой арматуры,
		несоблюдение	схемы	опирания
		при транспортировке, складирова-
		нии и схемы строповки при мон-
		таже, изъяны технологии изготов-
		ления (большая гибкость стендов,
		жесткий режим пропаривания)
3	Наклонные трещины в стенках	Силовое воздействие главных рас-
	балок вблизи мест опирания	тягивающих напряжений
4	Вертикальные и наклонные тре-	Значительные	местные	напряже-
	щины в зонах опорных частей	ния вследствие недостаточных
		размеров опорных листов, неплот-
		ного сопряжения закладного опор-
		ноголистасопорнойчастьюидр.
5	Горизонтальные трещины на	Высокие местные растягивающие
	торцевых участках	напряжения в окрестности анке-
		ров
6	Горизонтальные продольные	Нарушение технологии укладки и
	трещины в местах примыкания	уплотнения бетонной смеси, ухода
	плиты к стенкам балки	за бетоном в процессе твердения
7	Поверхностные, хаотически рас-	Неравномерная	усадка	бетона
	положенные трещины, имеющие	вследствие плохого ухода за ним
	небольшую длину и раскрытие	при твердении
8	Сколы бетона с обнажением или	Механические	повреждения при
	без обнажения арматуры	распалубке изделия, складирова-
		нии, монтаже; коррозия арматуры,
		вызывающая отторжение защит-
		ного слоя бетона
8а	Трещины вдоль арматуры, про-	Первоначальная стадия дефекта 8;
	свечивание арматуры	недостаточная величина защитно-
		го слоя бетона
9	Пористая поверхность	Неправильный	подбор	состава
		бетона, плохое уплотнение бетон-
		ной смеси при укладке

32

		Окончание табл. 2.1
№	Характер и места расположения	Наиболее вероятные причины
п/п	дефектов	появления
10	Раковины	Длительное воздействие влаги,
		приводящее к образованию пустот
		в бетонном массиве
11	Сколы бетона торцов балок	Дефект монтажа при недостаточ-
		ном расстоянии между шкафными
		стенками; температурные воздей-
		ствия при заклинивании опорной
		части на противоположном конце
		балки
12	Продольные трещины в плите	Сжимающие напряжения, превы-
		шающие предел прочности бетона

Среди дефектов и повреждений железобетонных пролетных строений встречаются также следующие:

Несоответствие проекту:

–провисание балок (отсутствие стрелы подъема) с образованием трещин или без них;

–искривление балок в плане;

–непараллельность осей балок;

–прочность бетона любого из элементов (балка, плита, ребро, диафрагма, нижний пояс) ниже проектной;

–смещение осей опирания пролетных строений;

–несовпадение полудиафрагм в плане и по высоте;

–несовпадение плит балок по высоте;

–неровности между сборными плитами, уложенными на главные балки.

2. Внешние дефекты и повреждения структуры и поверхностей бетонных конструкций:

–шелушение поверхности бетона от климатического выветривания (намокание, попеременные циклы замораживание – оттаивание);

–местные утолщения ребер балок;

–не заделаны отверстия вокруг водоотводных трубок;

–не заделаны строповочные отверстия;

33

–не заделаны швы между тротуарными блоками;

–крупные следы опалубки (особенно на стыках листов, досок) на поверхности бетона;

–не заинъектированы каналы в ребре, плите.

3. Протечки, выщелачивание:

– сухие следы выщелачивания;

– следы протечек воды и ржавчины;

– мокрые пятна от протечек, в томчислеи сржавымипотеками;

– выщелачивание со сталактитами. 4. Дефекты защитного слоя бетона:

–недостаточная толщина защитного слоя, арматура «просвечивает» или оголена;

–поверхностное разрушение (отслоение лещадками) защитного слоя бетона без оголения или с оголением арматуры;

–отслоение бетона вдоль арматуры, как результат интенсивной коррозии арматуры и увеличения объема продуктов коррозии;

–снижение пассивирующих свойств бетона;

–разрушение бетона по краю консоли плиты.

5. Повреждения бетона, дефекты бетонирования:

–раковины в бетоне в пределах толщины защитного слоя;

–внутренние полости, пустоты в бетоне;

–сколы бетона с уменьшением площади поперечного сечения элементов балок (верхнего пояса, плиты, нижнего пояса, ребра) без обнажения или с обнажением арматуры;

–сколы приопорной части ребра с уменьшением площади опирания.

6. Дефекты в стыках:

–трещины в стыках блоков (в том числе клееных) преднапряженных балок;

–срез накладок в стыках полудиафрагм;

–сколы и раковины в зоне стыков полудиафрагм;

–не омоноличен стык полудиафрагм, стык плит;

–плохое сцепление бетона омоноличивания с бетоном балок, трещины в сопряжениях сборного и монолитного бетона, разрушение швов омоноличивания;

34

–пористая, раковистая, неровная поверхность бетона омоноличивания;

–пониженная прочность бетона омоноличивания вследствие неправильного подбора его состава, подмораживания в раннем возрасте;

–вертикальные и наклонные трещины в диафрагмах и полудиафрагмах;

–сколы бетона в зоне контакта сборных блоков по длине про-

лета.

7. Дефекты арматуры:

–разрыв арматуры;

–коррозия арматуры (поверхностная, пластинчатая, язвенная), в том числе с образованием трещин в бетоне вдоль стержней;

–потеки ржавчины у анкеров;

–коррозия закладных элементов и накладок.

Дефекты сталежелезобетонных пролетных строений:

–нарушение объединения плиты проезжей части с верхними поясами главных балок;

–трещины и разрушения бетона в плите по контакту с балкой.

2.3.Дефекты мостовых опор

Вопорах выявляют дефекты, характерные для материала, из которого выполнены опоры (они аналогичны дефектам пролетных строений), а также дефекты и повреждения, обусловленные особенностями конструкций, возведения и работы опор:

– трещины и сколы в местах опирания конструкций;

– нарушения целостности опор;

– температурно-усадочные трещины в массивных частях опор;

– расстройство облицовки, дефекты в заполнении швов между блоками сборно-монолитных конструкций;

– трещины в конструкциях, выполненных из железобетонных оболочек или объемных блоков;

– истирание и другие механические повреждения конструкций в зонах воздействия ледохода, карчехода и донных наносов;

35

–повреждения конструкций в зоне переменного уровня воды, вызванные климатическими факторами и воздействием воды (например, размораживанием бетона, коррозией металла);

–повреждения конструкций, вызванные навалами судов и наездами транспорта.

Основные дефекты в бетонных опорах изображены на рис. 2.2

иописаны в табл. 2.2.

Рис. 2.2. Дефекты бетонных устоев (а), промежуточных массивных опор (б), опор из стоек-оболочек (в), сборно-монолитных опор (г)

(1–15 – дефекты, характеризуемые в табл. 2.2)

36

	Дефекты бетонных опор		Таблица 2.2
№	Характер и места расположения	Наиболее вероятные причины
п/п	дефектов	появления
1	Вертикальные или наклонные тре-	Засорение дренажей, увлажнение
	щины в месте сопряжения открыл-	насыпи, приводящие к увеличе-
	ков с массивной частью устоя	нию бокового давления обратной
		засыпки на открылки
2	Вертикальные или наклонные тре-	Заклинивание опорных		частей,
	щины под подферменниками	препятствующее свободному пе-
		ремещению пролетного строения
		и вызывающее большие растяги-
		вающие напряжения
3,8	Вертикальные или наклонные	Неравномерная	осадка	фунда-
	трещины по передней стенке устоя	ментов
4	Вертикальные трещины по фасаду	См. п. 2
	промежуточных опор
5	Вертикальные трещины вблизи	Местные растягивающие		напря-
	середины опоры	жения при недостаточном арми-
		ровании подферменника
6	Наклонные трещины в оголовках	Недостаточное	расстояние от
	опор	опорных частей до грани опоры,
		ослабленная кладка
7	Сколы кладки приблизительно на	Примерзание льда к фундаменту
	уровне межени	(или надфундаментной части) и
		сколы кладки при подъеме уров-
		ня воды
9	Наклонные или горизонтальные	Давление ледяных полей
	трещины в уровне ГВЛ
10	Повреждения бетонной поверхно-	Истирание наносами подводной
	сти	части конструкций
11	Короткие хаотично расположенные	Температурно-усадочные воздей-
	трещины с небольшим раскрытием	ствия
12	Продольные трещины в стойках-	Расширение бетона заполнения
	оболочках раскрытием до 2 мм	полости, разные	характеристики
		бетона заполнения и бетона обо-
		лочки

37

		Окончание табл. 2.2
№	Характер и места расположения	Наиболее вероятные причины
п/п	дефектов	появления
13	Расстройство швов, сдвиг блоков	Навал ледовых полей, несовпаде-
	сборных опор	ние блоков при сооружении опо-
		ры, низкое качество бетона за-
		полнения и раствора заделки шва
14	Отрыв и разрушение облицовоч-	Механические воздействия, кор-
	ных плит	розия закладных деталей
15	Повреждение бетонной поверхно-	Недостаточная толщина защитно-
	сти, обнажение арматуры, ракови-	го слоя бетона, отторжение бето-
	ны, выбоины в теле опор и сваях	на от корродированной арматуры,
		механические повреждения
		льдом, карчеходом, коррозия бе-
		тона

Встречаются также следующие дефекты и повреждения:

1. Отступления от проектных размеров:

–несовпадение осей опоры и фундамента;

–несоответствие оси опирания пролетного строения с осью опоры;

–смещение опорных частей к краю подферменной площадки или подферменника;

–односторонний наклон свай;

–отклонения размеров опоры от проектных, влияющие на работу конструкции;

–снижение прочности бетона опоры более чем на 20 %;

–мала толщина защитного слоя;

–отсутствие сливов на подферменной площадке опоры.

2. Осадки, смещения опор:

–крен опоры вдоль или поперек моста;

–аварийный наклон или опрокидывание опоры;

–сдвиг опоры по основанию фундамента;

–осадка опоры, в том числе неравномерная;

–выпирание опоры в зоне пучинистых грунтов;

–трещины в бетоне опоры под давлением насыпи;

–разрушение раствора в швах, образование щелей;

–выпадение (сдвиг) облицовочных камней или блоков.

38

3. Внешние дефекты, разрушение бетона:

–поверхностное шелушение, появление раковин, трещин;

–выветривание наружных слоев, размораживание, выщелачивание;

–низкая прочность кладки;

–пустоты в теле опоры;

–сколы бетона опоры, в том числе карчеходом, ледоходом;

–сколы подферменника, подферменной плиты около опорных частей;

–сколы бетона в насадке, ригеле;

–разрушение защитного слоя бетона, коррозия арматуры;

–вымывание раствора из тела опоры в зоне переменного уровня воды;

–сеть трещин, разделяющих тело опоры на отдельные блоки;

–трещины вдоль арматурных стержней;

–трещины по рабочим швам бетонирования;

–отрыв обратной стенки устоя с образованием трещин.

4. Дефекты фундаментов:

–сосредоточенный размыв около опоры;

–общий размыв ниже уровня расчетного размыва;

–подмыв устоя вследствие отклонения русла;

–разрушение массивного фундамента, свайного ростверка с нарушением связи с частью свай;

–повреждение свай вследствие коррозии и механических воздействий;

–вибрация опоры при прохождении временной нагрузки по мосту;

–смещение опоры вследствие оползневого смыва фундамента;

–недостаточная высота или повреждения заборной стенки.

2.4. Дефекты опорных частей

Дефекты опорных частей, как правило, приводят к серьезным последствиям в нарушении работы всего сооружения:

1)неправильной работе пролетного строения на температурные воздействия;

2)разрушению торцов балок пролетных строений;

39

3)разрушению несущих конструкций, насадок, ригелей опор; обрушению пролетных строений;

4)нарушению безопасности движения.

Дефекты опорных частей в большинстве своем относятся к дефектам III категории по ВСН 4–81 [1]. Исправление дефектов опорных частей связано с большими затратами на подъемку пролетных строений.

Приведем основные дефекты и повреждения, встречающиеся в различных местах опорных частей.

1.Скользящие металлические и тангенциальные опорные части

иопорные части с железобетонными валками:

–поверхностная, пластовая или очаговая коррозия; отсутствие графитовой смазки поверхностей скольжения;

–загрязнение опорных частей;

–износ соприкасающихся рабочих поверхностей;

–срез фиксаторов, отсутствие стопорных и противоугонных элементов; износ зубьев противоугонных планок;

–заклинивание поверхностей скольжения или катания;

–неправильное положение подвижных элементов, взаимное смещение балансиров или металлических подкладок, угон и перекос катков (рис. 2.3);

Рис. 2.3. Перекос (а) и угон (б)

–недопустимый завал валков (угол наклона валка к вертикали), способный вызвать их заклинивание;

–завалсрезанныхкатков, способныйвызватьихзаклинивание;

40