5. 2. Повреждения железобетонных конструкций

Железобетонные мосты повреждаются намного чаще по сравнению с металлическими, что связано с особенностями железобетона как материала. Он обладает неустойчивой структурой и капризной технологией производства; работа его под воздействием нагрузок отличается значительной сложностью; он подвержен влиянию климатических факторов, среды; условия эксплуатации его усложнены.

5.2.1.Технологические дефекты

Низкое качество бетонирования. В результате на поверхности бетона могут образовываться раковины; щебенистость (в местах вытекания цементного раствора); на горизонтальных верхних поверхностях, наоборот, слишком глубокое расположение щебня; каверны в бетоне; горизонтальные швы бетонирования (должны быть наклонными).

Таблица 5.1

Классификация наиболее распространенных дефектов и повреждений мостовых конструкций по происхождению

№№ п/п	Железобетонные конструкции	Металлические и сталежелезобетонные конструкции		Мостовое полотно, опорные части
1.1.	Технологические
	-- низкое качество бетонирования; - недостаточная толщина защитного слоя; - осадочные трещины; - температурно-усадочные трещины.	- некачественные сварные или болтовые соединения; - погиби элементов.		- некачественное асфальтобетонное покрытие; - недостаточные уклоны; - нарушение водоотвода; - некачественные и негерметичные конструкции деформационных швов.
	- неправильно заданный строительный подъем.			- некачественное крепление ограждений; - неправильное положение опорных частей.
2.	Силовые
	- силовые трещины; - трещины в поперечных стыках; - температурные трещины в массивных опорах;- трещины в оболочках от воздействия ледовых линз;	- потеря устойчивости стенок, сжатых элементов ферм, связей; - нарушение объединения плиты и балок в сталежелезобетонных пролетных строениях.		- трещины и повреждения в асфальтобетонном покрытии; - разрушение фиксаторов; - смещения опорных частей
	- недопустимые прогибы под нагрузкой; - различные виды угонов для всех конструкций.
3.	Коррозионные
	- коррозия арматуры; - разрушение защитного слоя бетона (сколы, трещины) - протечки воды и выщелачивание бетона; - морозное разрушение бетона.		- коррозия металла; - разрушение лакокрасочного покрытия.	- повреждения гидроизоляции; - коррозия опорных частей
4	Механические
	- повреждения нижнего пояса от ударов транспорта; - сколы бетона; - повреждения опор от навала судов		- повреждения нижнего пояса и элементов ферм от ударов транспорта	- образование колейности в покрытии; - разрушение деформационных швов и примыкающих участков покрытия; - повреждение ограждения

Недостаточная толщина защитного слоя бетона имеет место при неправильном положении арматурного каркаса в опалубке. Эта ситуация возникает, когда каркас не зафиксирован должным образом и под воздействием бетонной массы провисает или смещается в плане. К сожалению, это довольно распространенный дефект как сборных, так и монолитных железобетонных конструкций. Недостаточный защитный слой сказывается на ускорении начала коррозии арматуры и тем самым снижает долговечность конструкции.

Трещины в железобетоне могут быть самого разного происхождения, степени опасности, ориентации, протяженности, раскрытия. Их образование связано с двумя факторами – прочностью бетона при работе на растяжение и размерами силовых воздействий на него. Причины, приводящие к растяжению бетона и в конечном итоге к трещинообразованию, различны.

Основными причинами образования технологических усадочных и температурно-усадочных трещин являются:

- неравномерный тепловой режим бетонирования с выделением большого количества тепла вследствие экзотермии;

- усадка бетона на ранней стадии особенно в жаркую погоду при неудовлетворительном уходе за бетоном;

- температурные воздействия среды, особенно от солнечной радиации.

На верхних поверхностях бетона после его укладки часто возникают усадочные трещины в зонах скопления жидкого цементного раствора, уход за которым не был должным образом организован (рис.5.1). Такие трещины имеют неопределенную ориентацию, рваные кромки, переменную ширину и небольшую глубину (5-15 мм).

Их появление связано с интенсивной сушкой мокрого поверхностного слоя в жаркую погоду при отсутствии должного ухода.

На стадии твердения в бетоне могут возникнуть осадочные трещины. Источником таких трещин могут служить такие факторы, как случайные деформации опалубки, приводящие к нарушению целостности свежеуложенного бетона, насыщение бетонируемой конструкции жесткой арматурой, на которой зависает бетон. Такие трещины часто наблюдаются в блоках сложных сечений в местах переломов, например, вдоль вутов. Поскольку они, как правило, возникают в незатвердевшем бетоне, они имеют рваный характер с резким изменением ширины, неровные края (рис.5.2).

Как показывают наблюдения за железобетонными конструкциями, в первые 2-7 лет эксплуатации в них весьма часто образуются температурно-усадочные трещины различного раскрытия от 0,1 до 0,5 мм, связанные с неравномерными стесненными температурно-усадочными деформациями.

Их воздействие проявляется в начале эксплуатации и постепенно затухает:

- усадка затухает по мере протекания процесса сушки и удаления влаги из бетона;

- цикличные температурные деформации имеют затухающий характер, поскольку их воздействия при повторении не приводят к новому значительному трещинообразованию.

На температурные воздействия накладываются силовые факторы от нагрузок, которые придают трещинам организованный характер.

Рассмотрим некоторые виды температурно-усадочных трещин.

Образование температурно-усадочных трещин в массивных опорах - обычное явление, связанное с экзотермическим характером твердения бетона. Такие трещины возникают при стесненных неравномерных их деформациях. Трещины проходят по наружным поверхностям опор, ориентированы вертикально (рис. 5.3).

Другим примером является образование аналогичных трещин в стенках тавровых балок массового изготовления по проектам Союздорпроекта. В них часто наблюдаются трещины в стенках - вертикальные в середине пролета и наклонные - у опор.

Эти трещины имеют чечевицеобразную форму, наибольшее раскрытие до 0,15-0,20 мм в середине высоты стенки, и приближающееся к нулю у верхних и нижних поясов (рис. 5.4).

Основной причиной появления таких трещин являются температурно-усадочные воздействия, которые в средней части высоты стенки в зоне слабого армирования приводят к наибольшему раскрытию трещин. В то же время в зоне мощного армирования поясов арматура сдерживает процессы трещинообразования, а не вызывает их, как это имеет место при силовых воздействиях. На прочность балок эти трещины значительного влияния не оказывают.

Ремонт таких трещин в большинстве случаев носит косметический характер и заключается в герметизации трещин раскрытием до 0,2-0,3мм и инъектировании – при большем раскрытии.

В массивных элементах моста, где при возведении допускаются перерывы бетонирования, часто образуются швы бетонирования по границам закладок бетонной смеси в виде крупных трещин-щелей с рваными краями вследствие разной степени усадки двух бетонов. Трещины имеют переменную ширину до 1 мм и более на поверхности и большую глубину, часто на всю толщину элемента. В таких местах в зонах переменного уровня воды происходят ускоренные процессы старения с развитием коррозии бетона (рис. 5.5).