Выявление дефектов конструкции

8.4. При обследовании должны быть выявлены все дефекты, и в первую
очередь те, которые снижают грузоподъемность и долговечность пролетных
строений; коррозия рабочей арматуры; потеря сцепления с бетоном рабочей
арматуры, в том числе выключение ее из работы; трещины в бетоне несу­щих элементов; повреждение гидроизоляции пролетного строения; наруше­ние нормальных условий работы системы водоотвода из балластных корыт;
неправильность в расположении и недостаточная подвижность опорных час­тей; отклонения от нормативов в состоянии мостового полотна; другие пов­реждения, способные снизить грузоподъемность и долговечность пролетного
строения.

Все дефекты и другие данные обследования, характеризующие физичес­кое состояние пролетного строения, следует фиксировать и наносить на специальный планшет (схема пролетного строения, выполненная в определен­ном масштабе).

8.5. При обследовании следует иметь в виду, что коррозия арматуры
возникает и развивается в местах отсутствия защитного слоя или недостаточной его толщины, на участках с нарушенной рыхлой структурой бетона, а также в результате карбонизации бетона или проникновения влаги через трещины. Коррозия арматуры может быть обнаружена визуально в местах обнажения стержней (пучков), а также по ржавчине, выступившей на по­верхности бетона, по отслоению бетона или его пучению, по трещинам в
защитном слое, направленным вдоль арматуры. Отслоение защитного слоя
может быть установлено и путем его простукивания. Корродированная рабо­чая арматура подлежит замеру для установления фактической площади ее
сечения. Выбранные для этой цели стержни очищают от бетона и продуктов
коррозии. Диаметры стержней измеряют при помощи штангенциркуля или
другого измерительного инструмента. На схеме пролетного строения должны
быть отмечены стержни, пораженные коррозией, и указан их фактический
диаметр.

8.6. При обследовании следует иметь в виду, что потеря сцепления с
бетоном рабочей арматуры может возникнуть в местах раковин, отколов, а
также отслоений защитного слоя. К потерявшим сцепление относятся арма­турные стержни (пучки), не имеющие сцепления с бетоном по всему пери­
метру или на большей его части.

К выключенной из работы арматуре относятся стержни, потерявшие сцепление с бетоном и имеющие провисание, а также стержни (пучки), ра­зорванные в процессе эксплуатации.

На схемах должно быть указано количество и положение стержней, выключенных из работы, а также длины участков потери сцепления и поло­жение их по длине пролетного строения.

8.7.При обследовании необходимо на месте устанавливать вид трещин (силовые или температурно-усадочные) и оценивать степень их опасности
для пролетного строения.

Примечания. 1. В пролетных строениях, спроектированных по нор­мам до 1931г. включительно, обнаруживаемые трещины в бетоне имеют преимущественно температурно-усадочное происхождение.

Для пролетных строений с ненапрягаемой арматурой более поздней по­стройки (включая современные конструкции) характерны трещины в ребрах балок силового происхождения:

вертикальные - в средней части пролета;

наклонные - в приопорных участках.

При обследовании следует фиксировать трещины, заходящие в сжатую зону бетона ребра, независимо от их раскрытия.

2. Для пролетных строений с напрягаемой арматурой возможны различ­ные сочетания трещин, наиболее распространенными из которых являются: вертикальные трещины в плите и верхней части ребра; наклонные трещины в приопорных участках ребер; продольные трещины, направленные вдоль пучков напрягаемой арматуры.

На схеме пролетного строения следует указать положение и раскрытие всех обнаруженных на поверхности бетона трещин. Раскрытие трещин измеряют в местах их наибольшей ширины на бетоне конструкции. Если поверхности бетона пролетного строения оштукатурены, то в местах измерения раскрытия трещин слой раствора следует удалить. Для измерения могут быть использованы ручные микроскопы или протарированные лупы с ценой деления не более 0,1 мм.

Определение смещения оси пути.

8.8. Смещение оси пути относительно оси пролетного строения следует определять на обоих концах пролетного строения. Для этой цели могут быть использованы мерные рейки, рекомендуемые для снятия размеров при составлении опалубочных чертежей пролетных строений (см. приложение 14).

В этом случае смещение оси пути

(8.1)

где - расстояние между внутренней гранью головки рельса и отвесом; - расстояние от оси пролетного строения до отвеса; за ось пролетного строения принимается середина расстояния между наружными гранями крайних ребер (плиты); - ширина колеи по внутренним граням головок рельсов.

При отсутствии указанных реек следует с помощью отвеса и мерной линейки перенести на шпалы положение наружных граней крайних ребер; середина расстояния между ними принимается за точку оси пролетного строения. Измерения должны производиться с точностью до 5 мм.

Примечания. 1. На однопролетных мостах, расположенных в плане на прямолинейных участках пути, возможен указанный способ съемки в несколько измененном виде. Изменение заключается в том, что съемка ведется на мостовом полотне без опускания отвесов до уровня низа главных балок. Для этого используют материалы съемки поперечных сечений пролетных строений. Зная размеры всех элементов, от наружной грани борта корыта на мерной рейке откладывают расстояние, соответствующее положению оси пролетного строения. Далее при помощи отвеса на той же рейке фиксируют положение оси пути.

2. На многопролетных сооружениях, а также сооружениях, расположенных на кривых, рекомендуется выполнять съемку плана моста с использованием теодолита, материалы которой дают представление и о положение фактической (мост на прямом участке пути) или условной (мост на кривой) оси моста фиксируют при помощи теодолита.

Определение прочности бетона.

8.9. При обследовании пролетных строений прочность бетона рекомендуется определять с помощью склеромера Шмидта (см. приложение 16).

Для плитных пролетных строениц участки испытания бетона следует выбирать в середине пролета и вблизи опорных сечений, в верхней зоне плиты в месте сопряжения с тротуарными консолями. Для ребристых пролетных строений участки испытаний бетона намечают в середине пролета на нижней поверхности плиты балластного корыта и на ребрах в верхней части, а также в приопорных сечениях на ребрах (плитах) в верхней их части.

Намеченные участки наносят на схему пролетного строения. Участки испытаний рекомендуется назначить размером примерно 200´200 мм на элементах конструкции толщиной не менее 100 мм. Граница участка испытания должна быть не ближе 50 мм от края конструкции. Удар по бетону следует наносить перпендикулярно к испытываемой поверхности и место удара должно быть удалено от арматурного стержня не менее чем на 50 мм. Размер отскока определяют с точностью до 0,5 деления шкалы прибора. Число испытаний на участке должно быть менее 10, а расстояние между отпечатками на бетоне – не менее 30 мм.

Для каждого участка испытания определяют среднее значение косвенной характеристики прочности бетона (отскока ударной части прибора) по формуле.

(8.2)

где R_i – единичный отскок; n – число ударов на участке.

При вычислении средних значений отскока обработку результатов испытаний следует проводить по ГОСТ 22690.0-77.

Прочность бетона на сжатие на участке конструкции определяют по косвенной характеристике , пользуясь градуировочной зависимостью «размер отскока – прочность» (см. приложение 16) в зависимости от угла наклона оси прибора к горизонту. Форма журнала для определения прочности бетона приведена в приложении 17.

Испытание пролетных строений.

8.10. Испытания проводят в следующих участках:

а) при недостаточном классе пролетного строения по прочности, определенном приближенными способами;

б) при наличии дефектов, учет влияния которых на грузоподъемность затруднителен;

в) при наличии дефектов, для определения влияния которых на грузоподъемность требуется измерить раскрытие трещин под нагрузкой (см. раздел 6 и приложение 10);

г) при необходимости уточнения доли временной нагрузки, приходящейся на элементы многосекционных пролетных строений.

Испытания проводят под обращающейся (желательно наиболее тяжелой) нагрузкой. Испытания могут быть статическими, с остановкой испытательной нагрузки на пролетном строении, или динамическими – под проходящими поездами.

В случае «а» измеряют относительные деформации арматуры и определяют напряжения арматуры в сечениях, по которым получены низкие классы.

В случае «в» проводят измерения раскрытия под статической испытательной нагрузкой наиболее крупных наклонных трещин, а также вертикальных трещин, распространяющихся в сжатую зону бетона. Измерения производят через 10-30 см по всей длине трещины, чтобы получить эпюру раскрытия трещин и определить границу сжатой зоны. Раскрытие трещин измеряют с помощью индикаторов с ценой деления 0,001 мм. Индикаторы ставят на специальных стальных марках, наклеиваемых на бетон (см. приложение 18). Марки прикрепляют к бетону по обе стороны от трещины, возможно ближе к ней. Раскрытие трещин получается как разность отсчетов по индикаторам до загружения и под нагрузкой. Перед испытанием должно быть замерено с точностью до 0,01 мм раскрытие трещин под постоянной нагрузкой. Измерение рекомендуется выполнять с помощью микроскопа или лупы со шкалой.

В случае «г» измеряют прогибы балок в середине пролета и осадку опорных точек. Измерения проводят с точностью не менее 0,1 мм. Доля временной нагрузки, приходящейся на одну балку,

(8.3)

где f – прогиб рассматриваемой балки, определяемый как разность между измеренным прогибом и осадкой опорных точек; I – момент инерции всего бетонного поперечного сечения рассматриваемой балки без учета арматуры; f_i – прогиб i- ой балки; I_i – момент инерции всего бетонного поперечного сечения i-ой балки без учета арматуры; m – число балок.

В случаях «а» и «б» испытания выполняет специализированная организация.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ЭТАЛОННАЯ НАГРУЗКА

Значения эталонной нагрузки k_н (рисунок) для расчета плиты балластного корыта, определенные по формуле (7.2) при P=35 кН (3,5 тс) и a=1,6 м, приведены ниже:

hb, м ……………	0,25	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,00
kн, кН/м…………	27,3	27,1	26,7	26,3	26,2	26,1	26,0	25,8	25,7
(тс/м)	2,73	(2,71)	(2,67)	(2,63)	(2,62)	(2,61)	(2,60)	(2,58)	(2,57)

Значения k_н эталонной нагрузки для расчета главных балок приведены в таблице.

Схема эталонной временной вертикальной нагрузки H1 (нагрузка от оси колесной пары на рельсы в килоньютонах, кН (тс); расстояния между осями в миллиметрах).

Эталонная нагрузка k_н в кН/м (тс/м) для треугольных линий влияния

Длина загружения , м	Положение вершины линии влияния
	70,0 (7,00) 42,0 (4,20) 34,2 (3,42) 31,5 (3,15) 29,1 (2,91) 28,0 (2,80) 27,1 (2,71) 26,3 (2,63) 25,1 (2,51) 24,2 (2,42) 22,9 (2,29) 21,6 (2,16) 20,3 (2,03) 19,5 (1,95) 18,8 (1,88) 17,7 (1,77) 17,3 (1,73)	70,0 (7,00) 35,0 (3,50) 30,1 (3,01) 25,7 (2,41) 24,1 (2,26) 22,6 (2,26) 22,6 (2,26) 22,8 (2,28) 22,3 (2,23) 21,6 (2,16) 20,5 (2,05) 19,7 (1,97) 18,8 (1,88) 17,7 (1,77) 16,9 (1,69) 16,1 (1,61) 15,6 (1,56)	70,0 (7,00) 35,0 (3,50) 25,1 (2,51) 24,5 (2,45) 24,1 (2,41) 22,6 (2,26) 22,6 (2,26) 22,8 (2,28) 22,3 (2,23) 21,6 (2,16) 19,8 (1,98) 18,8 (1,88) 18,2 (1,82) 17,9 (1,79) 17,4 (1,74) 15,9 (1,59) 15,2 (1,52)

Примечания. 1. - длина загружения; - положение вершины линии влияния, определяемой по формуле , где a – расстояние отвершины до ближайшего конца линии влияния.

2. Для промежуточных значений н значения эталонной нагрузки принимают по интерполяции.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ С НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

1. Расчет по изгибающему моменту. Допускаемая временная нагрузка по прочности для сечения главной балки, расположенного на расстоянии a от ближайшей опоры, определяется по формуле (4.20).

Высоту сжатой зоны бетона (см. рисунок) определяют с учетом указаний п. 4.7. по формуле:

где R_s, R_sc – расчетные сопротивления растянутой и сжатой ненапрягаемой арматуры; A_s, - площади сечений напрягаемой арматуры соответственно в растянутой и сжатой зонах бетона; R_p – расчетное сопротивление растяжению напрягаемой арматуры (см. табл. 2.2); - напряжение в напрягаемой арматуре (имеющей сцепление с бетоном), расположенной в сжатой зоне, определяемое по формуле ;

здесь R_pc – падение предварительного напряжения в напрягаемой арматуре сжатой зоны перед разрушением, принимаемое равным 500 МПа; - расчетное напряжение в напрягаемой арматуре сжатой зоны (за вычетом всех потерь, определяемых по СНиП 2.05.03-84) при коэффициенте надежности по нагрузке, равном 1,1; при принимают .

При x>h_f предельный изгибающий момент в расчетном сечении главной балки определяют по формуле (см. рис. 1)

.

При сечение рассчитывают как прямоугольное с заменой в формулах для x и M величины b на b_f.

Учет ослабления арматуры коррозией или ее разрыва производится путем введения в расчетные формулы фактической площади сечения напрягаемой арматуры A_p.

Предельный изгибающий момент с учетом ослабления расчетного сечения:

Расчетная схема для поперечного сечения главных балок пролетных строений с напрягаемой арматурой.

где A₀ – площадь ослабления бетона сжатой зоны, определяемая по величине x, вычисленной без учета ослабления; R_b – расчетное сопротивление бетона на сжатие; a₀ – расстояние от рабочей арматуры до центра тяжести площади ослабления.

Предельный изгибающий момент в расчетном сечении M определяют без учета ослабления с заменой x на x₀; здесь x₀ – высота сжатой зоны бетона расчетного сечения с учетом ослабления, определяемая по формуле

.

2. Расчет по поперечной силе.Допускаемую временную нагрузку по прочности для наклонного сечения главной балки определяют согласно указаниям пп. 4.8-4.9.

Предельную поперечную силу по сжатому бетону между наклонными трещинами определяют по формуле (4.29) с заменой в формуле (4.31) величины на .

Предельная поперечная сила по наклонной трещине в наиболее опасном наклонном сечении

,

где R_p – расчетное сопротивление растяжению напрягаемой арматуры, принимаемое по табл. 2.2; - площадь сечения отогнутых напрягаемых пучков, пересекаемых расчетным сечением; - угол наклона отогнутых напрягаемых пучков к горизонту; остальные величины см. в п. 4.9.

Длина проекции наиболее опасного наклонного сечения определяется по правилам, изложенным в п.4.9. При этом расчет на участках длиной 2h₀ от опорного сечения выполняют для наклонных сечений с углом наклона к опорному (вертикальному) сечению 60⁰.