Строительство и эксплуатация мостовых сооружений

Особенности эксплуатации искусственных сооружений

Кафедра дорожного, промышленного и гражданского строительства

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ

По дисциплине: Инженерные сооружения в транспортном строительстве

Выполнил:	ЛТФ, 5 курс, 155 гр., специальность АДиА
Проверил:	Фёдоров В. К.

Содержание:

Введение3

1. Лабораторная работа №14

2. Лабораторная работа №212

3. Лабораторная работа №318

4. Лабораторная работа №423

5. Лабораторная работа №528

6. Лабораторная работа №634

7. Лабораторная работа №737

8. Лабораторная работа №840

9. Лабораторная работа №942

Список литературы43

Введение:

Ремонт и содержание мостов представляет совокупность организационных и технических мероприятий, обеспечивающих сохранность (долговечность) и безопасную работу сооружения в исправном состоянии в течение его расчётного срока службы. Хотя срок службы в Российской нормативной практике ещё не регламентирован его следует оценивать не менее 70-80 лет, в то время как в Европе его нормативная величина определена в 100 лет.

Лабораторная работа №1

Тема: «Эксплуатация мостовых сооружений. Материалы технического учета и ведение документации».

Цель работы:Изучить основы эксплуатации мостовых сооружений (искусственных сооружений). Ознакомиться с материалами технического учета и правилами ведения документации.

Теоретические основы:

1. Обеспечение круглогодичного непрерывного безопасного и комфортного движения транспортных средств с установленными расчетными для моста и дороги скоростями и осевыми нагрузками, а также движение пешеходов;

2. Обеспечение технически исправного состояния сооружений и расчетного срока их службы при минимальных затратах труда и материально-технических ресурсов;

3. Систематическое улучшение транспортно-эксплуатационного состояния сооружений с учетом роста интенсивности движения и массы транспортных средств на автомобильных дорогах;

4. Поддержание в надлежащем состоянии внешнего вида сооружений.

Особенности эксплуатации искусственных сооружений.

При эксплуатации железобетонных пролетных строений могут возникать неисправности в виде трещин, отко­лов защитного слоя, раковин и каверн в бетоне, обнажения и ржавления арматуры, выщелачивания раствора, плохого состояния гидроизоляции и водоотводных приспособлений, неплотного опирания балок на опоры и т. п.. Трещины в пролетных строениях могут быть технологическими, возникшими при изготовлении конструк­ций, температурно-усадочными и силовыми от внешних нагрузок. Подавляющее большинство технологических и температурно-усадочных трещин имеют небольшую глубину (1-3 см). Они возника­ют и обнаруживаются часто не сразу после изготовления конструк­ций, а через 1-3 года. Спустя 3-5 лет развитие большей части таких трещин, как правило, прекращается; подвижная нагрузка не влияет на раскрытие этих трещин. После покраски поверхности бетона цементным раствором они обычно не возобновляются.

Другая группа трещин, наблюдаемая реже, силового происхож­дения и возникает, например, при изготовлении предварительно напряженных конструкций из-за чрезмерного обжатия молодого бетона напрягаемой арматурой или появляется в процессе эксплу­атации от тяжелых подвижных нагрузок.

Под влиянием проходящей нагрузки трещины могут раскры­ваться; за ними устанавливают тщательное наблюдение. Для это­го трещины обозначают чертой темной краски, проводимой парал­лельно, ставят гипсовые маяки, а также делают эскизы с обозна­чением длины, раскрытия и даты обнаружения. В зависимости от этих данных и результатов наблюдения в течение 1-2 лет прини­мают меры по заделке трещин или проводят более серьезные ме­роприятия.

В нижних поясах часто наблюдаются вертикальные сквозные трещины в средней части пролетных строений из обычного же­лезобетона. Толщина трещин колеблется от 0,05 до 0,30 мм, а ино­гда и больше. Они возникают вследствие не учета при проектирова­нии конструкций пониженного сопротивления бетона растяжению. Чем больше обращающаяся нагрузка приближается к расчетной, тем чаще могут обнаруживаться подобные трещины. Трещины толщиной меньше 0,15-0,20 мм не вызывают опасности развития коррозии арматуры. При большом раскрытии должны быть при­няты меры предохранения от попадания влаги в трещины. Для этого можно применять полимерные клеи.

Наклонные трещины в стенках балок возника­ют чаще всего в результате совместного воздействия на бетон главных растягивающих и температурно-усадочных напряжений. Раскрытие трещин наблюдается от 0,02 до 0,20 мм. Трещины могут быть неглубокие, а иногда и сквозные через всю толщину стенки. В этих случаях полезны их герметизация или инъектирования.

Горизонтальные продольные трещины в нижней части стенки и нижних поясах балок, наблюдаемые в преднапряженных про­летных строениях, возникают из-за чрезмерного обжатия и усадки бетона. Подобные трещины появляются не сразу, а спустя несколь­ко лет после начала эксплуатации. Если такие трещины имеют рас­крытие не больше 0,15—0,2 мм, то влага сквозь них не проникает. При большом размере раскрытия их нужно заделывать.

Места с обнаруженными отколами защитного слоя, раковина­ми и кавернами в бетоне, с обнажением и ржавлением арматуры, выявленные при эксплуатации, исправляют путем заделки цемент­ными составами.

Часто в железобетонных пролетных строениях обнаруживают недостатки в водоотводе и протекание гидроизоляции балластного корыта. Подобные дефекты могут привести к излишнему насыще­нию бетона водой и размораживанию зимой, а также к коррозии арматуры.

Наблюдающееся выщелачивание раствора происходит чаще все­го из-за нарушений работы водоотводных устройств и повреждения изоляции. Эти дефекты ликвидируют после вскрытия баллас­та путем восстановления поврежденного гидроизоляционного слоя и очистки водоотводных трубок. Работы ведут в «окно» или под прикрытием разгрузочных пакетов.

Для ремонта изоляции вскрывают покрытие и защитный слой, очищают покрытие, защитный слой, трубки и восстанавливают ги­дроизоляционные слои. Не плотности между бетоном и трубкой за­делывают цементным раствором. Раковины, каверны, отставший защитный слой оштукатуривают и наносят торкрет-бетон.

Сущность эксплуатации водопропускных труб состоит в наблюдении за состоянием кладки тела трубы и оголовков, поло­жением звеньев, состоянием укрепления русла на подходе и выходе из трубы, выявлением достаточности отверстия.

Трещины в трубах могут возникать от большого давления грунта, неравномерной осадки фундамента или от динамических воздействий временной нагрузки при малой толщине засыпки над трубой. Порядок наблюдений за трещинами в трубах тот же, что и в пролетных строениях и опорах мостов.

Лоток в просевшей части трубы выравнивают бетоном или цементным раствором. На зиму во избежание заполнения снегом и обмерзания трубы малых отверстий закрывают деревянными щи­тами или плетнями.

Перед паводком щиты убирают, а русло очищают от снега для беспрепятственного входа и выхода паводковой воды.

Эксплуатация подпорных стен предусматривает обеспече­ние нормальной работы дренажей и правильный отвод воды. Со­бирающаяся за стенкой вода сильно увеличивает давление грунта на стену, вызывая деформации — смещения, наклоны, трещины. Для предотвращения этого необходимо регулярно очищать водо­отводные отверстия.

О плохой работе дренажа свидетельствует наличие мокрых пятен на наружной поверхности стены. Наблюдение за трещинами, осадками, выколами в кладке и ликвидацию этих дефектов в под­порных стенах выполняют так же, как в массивных опорах.

Наблюдение за элементами металлических пролетных строений предусматривает своевременное обнаружение трещин в основном металле или сварных швах, ослабления заклепок, ис­кривления элементов, коррозии металла и других дефектов. Тре­щины обнаруживают визуально, а в отдельных случаях — при по­мощи лупы.

Внешними признаками, указывающими на наличие трещин, яв­ляются полосы ржавчины красно-бурого цвета, проходящие вдоль трещины, и ржавые потеки. Окраска в этих местах трескается, ше­лушится. Образовавшуюся трещину следует засверлить по концам, а затем перекрыть накладками на высокопрочных или точечных болтах.

Заклепочные соединения систематически проверяют, чтобы выявить расшатаны ли заклепки. Слабыми считают заклепки, ко­торые имеют дрожание по звуку, по ощущению пальца или бойка при простукивании их молотком массой 0,2—0,3 кг. Для выяснения качества слабых заклепок рекомендуется выборочно срубать от­дельные заклепки. Удалять их лучше всего газовой срезкой голов­ки, высверливанием или спиливанием. Взамен удаленных заклепок в ответственных местах конструкций ставят высокопрочные болты.

Наблюдения за прямолинейностью элементов металлических мостов заключаются в выявлении искривлений. Прямолинейность элементов проверяют с помощью тонкой проволоки, натягиваемой вдоль элемента.

Для предотвращения коррозии элементов металлических про­летных строений необходимо своевременно очищать их от грязи, сора и систематически окрашивать. В отдельных случаях эффективным может быть устройство дренажных отверстий для спуска воды, а также шпаклевка узких щелей. Дренажные отверстия диа­метром не меньше 23 мм устраивают в местах застоя воды, но при условии, что они не будут ослаблять рабочего сечения элемента. Значительно ослабленные коррозией элементы нужно заменять.

Опорные части должны содержаться в чистоте, иметь плотные опирания и правильно работать. Подвижные опорные части предо­храняют от засорения, закрывая футлярами, а катки и плоскости их качения от ржавления натирают графитом.

Содержание мостового полотна предусматривает наблюдение за состоянием рельсового пути (с проверкой по шаблону и уровню), которое должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к пути на перегонах. Профиль пути должен быть плавным, без пере­ломов и впадин.

На металлических мостах рельсовый путь в профиле имеет подъем в середине не больше 1/2000 пролета на участках скорост­ного движения поездов, и не больше 1/1000 пролета на прочих.

На железобетонных пролетных строениях подъем рельсового пути не устраивают. Ось рельсового пути должна совпадать с осью пролетных строений с отклонением не более 5 см.

Для уменьшения динамического воздействия подвижного сос­тава на мосты следует устраивать, возможно, меньшее количество стыков рельсов, а лучше применять бесстыковой путь и длинно­мерные рельсы.

При устройстве мостового полотна на балласте его толщина дол­жна быть не больше 25 см. Содержание мостов в суровых клима­тических условиях, т. е. при низких отрицательных температурах воздуха в течение продолжительного зимнего периода, при наличии вечномерзлых грунтов и наледных явлений, имеет свои особен­ности. Сооружения, построенные в этих районах, эксплуатируют с сохранением грунтов в мерзлом состоянии или с предварительным (или же последующим) их оттаиванием. Так как водопропускные сооружения чаще всего возводят главным образом с сохранением в основании мерзлого состояния, то в этих случаях не рекоменду­ются планировки грунта, которые могут вызвать нарушение торфяно-мохового покрова. Сохранению вечной мерзлоты способствует покрытие откосов насыпи береговых опор моста слоем теплоизоля­ции или применением специальных охлаждающих устройств. Очень часто деформации сооружений происходят из-за пучения грунтов. Для предотвращения этих деформаций вокруг фундаментов ус­траивают теплоизоляционные подушки, заменяют пучинистый грунт на непучинистый. Большие трудности при эксплуатации мостов вы­зывают наледи, которые могут заполнять отверстия мостов и труб, а иногда оказывать непосредственное воздействие на конструкцию опор или пролетного строения.

Техническому учету подлежат все искусственные сооружения на автомобильной дороге. Работы по техническому учету ведутся мастером.

В документы технического учета ежегодно вносят изменения по состоянию на 1 января.

Назначение и состав работ по эксплуатации мостов:

Источник

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТОВ И ТРУБ

Заведующий редакцией В. К.Тихонычева Редактор А. С. Яновский

049(01)-96 © Коллектив авторов, 1996

© Оформление, иллюстрации,
ISBN 5-277-01457-8 издательство «Транспорт», 1996

Мосты, водопропускные трубы и другие искусственные сооружения являются важнейшими дорогостоящими элементами пути, срок экс­плуатации которых достигает ста и более лет. От их состояния и надеж­ности в значительной степени зависит безопасность движения поездов и бесперебойность работы транспорта.

р В процессе эксплуатации искусственных сооружений в них возника­ют^ различные повреждения (отказы); по мере роста обращающихся нагрузок отдельные элементы сооружений становятся не способными воспринимать возросшие нагрузки; иногда изменение условий экс­плуатации железных и автомобильных дорог или судоходства вызывает необходимость их переустройства. Поэтому эксплуатируемые искус­ственные сооружения нуждаются в периодических осмотрах, обследова­ниях, испытаниях, ремонтах, усилении и реконструкции.

В связи с наличием в эксплуатации большого количества так назы­ваемых старых мостов в основном с металлическими пролетными строениями, изготовленными в конце прошлого и начале текущего сто­летия, обеспечение их надежности становится одной из главных проблем.

Мосты должны иметь высокую эксплуатационную надежность. Оценка надежности и грузоподъемности мостов в комплексе работ по их содержанию имеет особое значение. С этой целью должны использоваться самые современные методы расчета, результаты экспериментальных ис­следований, что отражено в соответствующих разделах учебника. Учеб­ник написан для студентов транспортных вузов специальности 2911 «Мосты и транспортные тоннели» в соответствии с утвержденной про­граммой курса «Содержание и реконструкция мостов». В учебнике из-ло|фны основные положения по содержанию и реконструкции мостов итруб с учетом официальных указаний и инструкций МПС, относящихся к эксплуатации искусственных сооружений на железных дорогах. Одна­ко авторы стремились не загромождать книгу их пересказом, а ограни­чились приведением наиболее общих и важных положений. Более деталь­но рассмотрены вопросы определения грузоподъемности и надежности мостов; обследования и анализа повреждений, возникающих при дли­тельной их эксплуатации; ремонта, усиления и реконструкции.

•значительное внимание уделено испытаниям мостов. Испытания

сплуатируемых мостов, экспериментальные исследования их работы

озволяют получать исходный материал не только для оценки надежно-

сти и грузоподъемности конкретных мостов, но и для разработки новых конструктивных решений мостовых конструкций и методов их расчета.

В связи с высокой интенсивностью движения поездов, ростом нагру­зок наиболее частыми и прогрессирующими отказами мостов, особенно металлических, становятся отказы, связанные с усталостными повреж­дениями. Поэтому вопросы оценки усталостной долговечности и надеж­ности мостовых конструкций в настоящем учебнике рассмотрены осо­бенно подробно с изложением основных положений методики расчета.

Учебник может быть также использован при изучении дисциплин «Реконструкция, усиление и ремонт мостов и труб» и «Испытания сооружений» студентами специальности «Мосты и транспортные тон­нели» (профилизация «Надежность и реконструкция искусственных сооружений»), а также может служить пособием для инженеров-мосто­виков и путейцев.

Авторы выражают глубокую признательность зав. кафедрой «Мосты» д-ру техн. наук, проф. В. М. Круглову и канд. техн.’наук, доц.с. А. Бо-кареву за ценные рекомендации и пожелания.

1.1. Характеристика мостов и труб на железных дорогах России

На железных дорогах России эксплуатируется 87 465 шт. искус­ственных сооружений, общей длиной более 2250 км. Металлические мосты с массой металла около 1 400 000 т (11 753 шт.) по протяженно­сти составляют около 50% железнодорожных мостов. Эксплуатируемые в настоящее время металлические мосты построены в течение послед­них 120 лет, поэтому они весьма разнообразны как по конструкции и по материалам, так и по физическому состоянию.

Железобетонные мосты составляют также около 50 % протяженности всех железнодорожных мостов. Массовое строительство железобетон­ных мостов в России началось после 1930 г.; почти 90 % железобетонных мостов построено после 1945 г. С 1950 г. стали широко применяться предварительно напряженные железобетонные пролетные строения.

Число бетонных и каменных мостов, эксплуатируемых на железных дорогах России, незначительно.

Интенсивное строительство железных дорог во второй половине прошлого века в России потребовало нормирования основных положе­нии проектирования мостов и в первую очередь расчетных нагрузок с учетом перспективы.

о и 1907 гг. нагрузки на ось паровоза принимались равными 147,2 и

Данные о расчетных нагрузках по нормам 1875, 1907 и 1931 гг., как наиболее характерных, приведены в табл. 1.1.

Во второй половине прошлого столетия широко применялись метал­лические пролетные строения с многорешетчатыми (рис. 1.1, а) и много­раскосными (рис. 1.1, б) главными фермами. Основным недостатком этих систем, особенно характерным для начального периода их примене­ния, являлось наличие большого числа элементов с малой жесткостью.

Таблица 1.1. Характеристики расчетных нагрузок

275.6*5 235Л*4 1.5 1,5 1.5 1.5 1.5 2.5М 1,5 1,5 15 1.5

Рис. 1.1. Схемы мн огорешетчатых и многораск осных ферм: а — многорешетчатая; б, в — двухраскосные

В процессе эксплуатации это приводило к возникновению различных повреждений. Большой вклад в совершенствование пролетных строе­ний с многорешетчатыми фермами сделал выдающийся русский инженер СВ. Кербедз, предложивший сжатые элементы делать более жесткими и сократить число элементов решетки ферм (число решеток).

Рис. 1.2. Схемы главных ферм с треугольной решеткой и дополнительными стой­ками и подвесками

В 80-х гг. прошлого века началось применение пролетных строений с главными фермами с наиболее рациональной треугольной решеткой и дополнительными стойками и подвесками (рис. 1.2). В 90-х гг. по инициативе проф. Л. Д. Проскурякова для перекрытия больших проле­тов начали применять фермы со шпренгелями (рис. 1.3). Пролетные строения, изготовленные по проектам проф. Л. Д. Проскурякова, выгод-

Рис. 1.3. Однораскосная ферма с верхними шпрен-гелями

но отличаются от ранее применявшихся более мощными и жесткими элементами главных ферм и связей.

Таким образом, по мере накопления опыта проектирования и изго­товления пролетных строений повышались их эксплуатационные качест­ва. Однако пролетные строения, изготовленные по нормам 1907 г. и более ранним, имеют ряд серьезных недостатков, существенно снижаю­щих их надежность и грузоподъемность. К отмеченным выше недостат­кам главных ферм следует добавить наличие различных пазух и щелей, где скапливается грязь и усиленно развивается коррозия; большой шаг заклепок, в связи с чем образуются зазоры между соединительными элементами; слабую соединительную решетку между ветвями элемен­тов и др.

Проезжая часть пролетных строений,построенных по нормам 1875, 1884, 1896 и 1907 гг.,выполнена в виде системы продольных и попереч­ных балок. Она, как показал опыт эксплуатации, имеет ряд существен­ных конструктивных недостатков: шарнирное опирание поперечных балок в пролетных строениях Н. А. Белелюбского; прикрепление про­дольных балок к поперечным без «рыбок» (т. е. допускалась работа не­которых заклепок прикрепления на отрыв головок); отсутствие верх­них поясных горизонтальных листов на продольных балках и др.

Эти конструктивные особенности старых пролетных строений слу­жат одной из главных причин различных повреждений в элементах глав­ных ферм и проезжей части, вызывают повышенные эксплуатационные расходы. Поэтому в процессе эксплуатации мостов пришлось переустраи­вать шарнирное опирание поперечных балок в нешарнирное, усилять прикрепление продольных балок к поперечным «рыбками» и т, п.

С 20-х гг. текущего столетия стали широко применять типовые пролетные строения с ориентацией изготовления их элементов на заво­дах с последующим навесным или полунавесным монтажом. При этом с учетом накопленного опыта эксплуатации мостов элементы проектиро­вались более жесткими, большими по массе; совершенствовались кон­структивные решения, что способствовало улучшению эксплуатацион­ной надежности и долговечности мостов.

В период с 30-х до 60-х гг. текущего столетия в связи с резким уве­личением массы подвижных нагрузок многие пролетные строения, изго­товленные по нормам 1896 г. и более ранним, были усилены. С 70-х гг. началась интенсивная замена старых пролетных строений новыми. К на­чалу 1995 г. общая масса эксплуатируемых пролетных строений, по­строенных по нормам 1896 г. и более ранним, составляла около 90тыс.т.

В Великую Отечественную войну, на железных дорогах бывшего СССР было разрушено 16,8 тыс. искусственных сооружений, из них 1 более 80 % мостов. Восстановление этих сооружений завершилось, в ос­новному 1956 г.

До 1920-х гг. железобетонные мосты строили в основном под на­грузку по нормам 1907 г. с балочными разрезными пролетными строе­ниями длиной до 12 м, которые бетонировались в пролете. Этри пролет­ные строения имеют до четырех ребер; главные ребра армированы гладкой арматурой и хомутами из круглой или полосовой стали; класс бетона по прочности на сжатие не выше В20. К 1930 г. методика расчета железобетонных конструкций существенно изменилась. До начала 1930-х гг. в расчетах железобетонных изгибаемых элементов учитыва­лась работа бетона в растянутой зоне при пониженных допускаемых напряжениях в арматуре в целях обеспечения трещиностойкости этой зоны. В дальнейшем работу растянутого бетона в расчетах не учитывали, допускаемые напряжения в арматуре были повышены, разрешалось появление трещин в бетоне с раскрытием до 0,15 мм. Это позволило получить более экономичные по расходу материалов конструкции. По такой методике рассчитаны железобетонные конструкции мостов в типовых проектах 1934 г. (Ленпроектпуть НКПС) и в последующих.

Повышение индустриализации строительства в послевоенные годы йбтребовало изменения конструкции, технологии и монтажа железобе­тонных мостов. Широкое распространение получили типовые конструк­ции ЦКБ Главмостостроя МПС, полносборные железобетонные крупно­блочные мосты ВНИИ транспортного строительства, рамноблочные Лен-трансмостпроекта, рамно- и евайно-хтакадные мосты индустриального изготовления.

С 1948 г. мосты под железную дорогу начали сооружать с предвари­тельно напряженными железобетонными пролетными строениями дли­ной до 34 м. В первых предварительно напряженных пролетных строе­ниях арматуру размещали в закрытых каналах. В последующем от этих конструкций отказались и теперь в железнодорожных мостах применяют

*

почти исключительно пролетные строения с натяжением арматуры встендах.

Опоры мостов до 1930 г. обычно сооружали из бутовой кладки с облицовкой из штучного камня прочных пород с фундаментами«на естественном и свайном основаниях. Во второй половине прошлого века при возведении фундаментов начали применять кессоны и опускные ко­лодцы. Опыт эксплуатации таких опор показал достаточно высокую их надежность. Но в ряде случаев в них обнаруживаются серьезные повреж­дения фундамента и непосредственно опоры, особенно в зоне перемен­ных горизонтов воды и ледостава, в виде трещин, каверн и поясообраз-ных ниш.

Мосты постройки более поздних лет обычно сооружали на монолит­ных и сборных бетонных и железобетонных опорах, в том числе без об­лицовки камнем. Практика эксплуатации указанных опор выявила воз­можность появления в них различных повреждений. Например, в бетон­ных и железобетонных опорах могут образовываться различного рода трещины, повреждения бетона в зонах переменных горизонтов воды и ледостава, особенно на участках швов бетонирования и между блока­ми и др.

В процессе эксплуатации водопропускных труб приходится выпол­нять значительные объемы работ по ремонту каменной ибетонной кладки, заделки трещин и швов в звеньях, гидроизоляции, переустраи­вать оголовки и лотки, проводить реконструкцию труб с увеличением отверстий, а иногда заменять их мостами.

Современное состояние эксплуатируемых мостов и водопропуск­ных труб и перспективы развития железнодорожного транспорта настоя­тельно требуют дальнейшего расширения исследований и анализа состоя­ния искусственных сооружений с разработкой предложений по оценке и повышению их надежности и долговечности с учетом изменения усло­вий эксплуатации. Особое значение приобретают исследования работы мостов в условиях высоких скоростей движения поездов и тяжелых ре­жимов нагружения, а также исследования, необходимые для разработки мероприятий по улучшению содержания и ремонта сооружений в различ­ных, в том числе экстремальных, условиях эксплуатации.

Дата добавления: 2015-06-30 ; Просмотров: 3529 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник