1. Основные проблемы, связанные с железобетоном как материалом, из которого изготовлены пролетные строения

Морозное разрушение бетона – разрушение обводненного бетона под воздействием попеременного замораживания и оттаивания. Процесс разрушения – шелушение поверхности бетона, обнажение крупного заполнителя, разрушение защитного соя и коррозия арматуры.

Выщелачивание бетона – вынос из цементного камня его водно-растворимой составляющей.

Все это связано с обводнением конструкции, особенно плохо, если вода просачивается насквозь через конструкцию!

2. Конструкция металлических пролетных строений железнодорожных мостов

На железных дорогах России эксплуатируют более 9 тыс. металлических пролетных строений суммарной длиной свыше 337 км, что составляет около 17 % от общего количества всех пролетных строений и около 50 % – от их суммарной длины. Эти пролетные дорог запроектированы под нагрузки:

1875, 1884 , 1887, 1896 гг. – заменены все на главном ходу;

1907, 1925 гг. – усилены;

1931 г. (Н7 и Н8), 1962 (С14) – выполняются работы текущего содержания.

Конструкции металлических пролетных строений запроектированы в разное время и под различные нагрузки, их отличает многообразие конструктивных форм, технических и технологических решений. Из-за этого типизировать металлические пролетные строения сложнее, в сравнении с железобетонными. Все наиболее распространенные пролетные строения условно можно разделить на балочные со сплошной стенкой и с решетчатыми фермами, на клепанные и сварные, а также по виду металла, из которого они изготовлены.

1. Виды металлов, применяемых в мостостроении в разные годы

Чугун (мягкий серый) использовали в мостах примерно до 1850 г. Свойства чугуна. Содержит от 1,85 до 3,25% свободного углерода, от 0,15 до 1,2 % связанного углерода – карбида, до 5 % кремня, до 0,2 % серы, 1,3 % фосфора и 1,5 – марганца.

Свойства чугуна:

«+» – высокая прочность сжатию, временное сопротивление от 30 до 100 МПа;

«+» - коррозионная стойкость

«–» - высокая хрупкость;

«–» - низкая прочность растяжению от 7 до 3 МПа.

Сварочное (пудлинговое) железо (1852…1882 гг. используют в мостостроении) получают следующим образом. Вторичной переплавкой чугуна-сырца в отражательных печах сначала получают крицы – железную губчатую массу, пропитанную шлаками. Крицы подвергают ковке или прокатке в плющетельных машинах. Сварочное железо приобретает характерную волокнистую структуру. Содержит от 0,1 до 0,3 % свободного углерода

Свойства сварочного (пудлинговое) железа:

«+» - относительно высокая прочность сжатию и растяжению временное сопротивление от 20 до 45 МПа.

«–» - большой разброс по прочности;

«–» - неоднородность структуры.

Литое железо (сталь) стали применять после 1882 г. В 1905 г. сварочное железо использовать в мостостроении запрещено. Получали ее конверторным или мартеновским способом.

Свойства литого железа:

«+» - относительно высокая прочность сжатию и растяжению от 35 до 50 МПа;

«+» - меньший разброс по прочности по сравнению со сварочным железом.

Ст.3 (сталь).

В 1925 г. установлены требования к сталям, применяемым в мостах. Положительным свойством Ст.3 является относительно высокая прочность сжатию и растяжению от 50 МПа, впоследствии до 210 МПа.

В настоящее время в мостостроении применяют высокопрочные низколегированные стали марок 15ХСНД, 10ХДС и др. с регулировками добавок. Положительными свойствами таких сталей является высокая прочность, однородность и хладостойкость.