6. Расчеты фактической грузоподъемности

При системном исследовании эксплуатируемых мостов одним из ключевых этапов являются расчетные оценки их функциональных потребительских свойств, и в первую очередь, грузоподъемности.

Расчет грузоподъемности конструкций включает в себя расчет усилий в них от временной и постоянной нагрузок, определение несущей способности и определение грузоподъемности по формуле (3.1).

Указанные расчеты необходимо проводить исходя из реальной поперечной жесткости и фактического состояния конструкций, то есть необходимо учитывать дефекты и повреждения.

Рассмотрим далее виды, возможные способы и формы учета характерных дефектов и повреждений при оценке грузоподъемности.

Пониженная прочность бетона. Фактический класс бетона по прочности определяется по результатам инструментальных измерений и учитывается в расчетах прочности.

Аналогично учитывается поверхностный износ бетонного сечения, особенно опор. В расчет следует вводить либо фактические размеры сечений, либо принимать понижающий коэффициент к площади бетона, кратный 0,05.

Поперечные силовые трещины в растянутой зоне при расчетах на изгибающий момент можно не учитывать. Исключение представляют такие трещины раскрытием 0,5 мм и более, свидетельствующие о возможном повреждении растянутой арматуры. В зависимости от ширины раскрытия таких трещин целесообразно экспертно ввести понижающий коэффициент к несущей способности на изгиб сечения с трещиной. Величина этого коэффициента может колебаться в пределах 0,85-0,95.

Следует отметить, что при определении прогибов наличие поперечных силовых трещин учитывается введением понижающего коэффициента к значению жесткости пролетного строения.

Коррозионный износ арматуры учитывается по результатам прямого измерения ее ослабления, если это возможно, или на основе теоретической или экспертной оценки. Как правило, это удобно делать введением понижающего коэффициента к площади арматуры. В большинстве случаев, этот коэффициент с учетом того, что корродирует в основном внешний ряд арматуры, находится в пределах 0,80-0,95.

В случае механических повреждений арматуры пролетных строений путепроводов вследствие удара транспортных средств или навала судов на опоры, потеря сечения может оказаться весьма существенной. В этом случае поврежденное сечение должно быть проверено на прочность с учетом возможного отслоения бетона от арматуры на расстояние до 1,0-1,5 м от места удара в обе стороны.

Для стальных конструкций достаточно просто учесть коррозионный износ путем непосредственного измерения степени коррозии и введением соответствующих понижающих коэффициентов к геометрическим характеристикам.

Более сложным является моделирование расчета элементов с общей или частной потерей устойчивости. В этом случае при расчете их прочности следует учитывать повреждения (величину погиби, исключение из работы части сечения и т.д.).

Аналогично рекомендуется поступать, если имеет место механическое повреждение элементов ферм пролетных строений с ездой понизу в результате ударов негабаритных транспортных средств.

При расчете фактической грузоподъемности пролетных строений важно оценить влияние мостового полотна.

В соответствии с требованиями норм проектирования при расчете как по первой, так и по второй группе предельных состояний мостовое полотно в совместной работе с несущими конструкциями не учитывается. Оно рассматривается как вторая часть постоянной нагрузки, а его позитивная роль сводится к поперечному распределению каждой нагрузки. И это положение в целом справедливо, поскольку адгезионное сцепление слоев мостового полотна с плитой проезжей части (в большинстве случаев – гидроизоляции) и между собой при отсутствии анкерных устройств весьма неопределенно, зависит от температуры и в летних условиях может вообще отсутствовать. Поэтому при оценке грузоподъемности моста на более-менее длительный период мостовое полотно следует рассматривать только как нагрузку. При этом если толщина асфальтобетонного покрытия превышает проектные размеры в большей степени, чем предусмотрено нормами (коэффициент надежности к нагрузке от асфальтобетонного покрытия принят равным 1,5), то излишнее воздействие воспринимается за счет соответствующего снижения грузоподъемности.

Однако, как подтверждают многочисленные испытания, большую часть года, особенно зимой, мостовое полотно реально участвует в совместной работе с несущими продольными элементами пролетных строений.

Поэтому в отдельных случаях, например, при эксплуатации моста в зимних условиях, для разового пропуска единичной тяжелой нагрузки, когда по расчету дефицит грузоподъемности моста находится в пределах 20%, можно учитывать включение мостового полотна в работу несущих элементов

При этом целесообразно определить степень такого включения путем испытаний пролетного строения нагрузкой, по массе составляющей не менее 50% от нормативной автомобильной нагрузки, взятой с динамическим коэффициентом. Для оценки совместности можно воспользоваться методикой, изложенной в предыдущем разделе применительно к оценке совместной работы плиты и балок сталежелезобетонных пролетных строений (раздел 4.6).

При ослаблениях сечений несущих элементов до 10% в соответствии с ВСН 24-88 (п. 1.13) снижение грузоподъемности моста

разрешается не учитывать.