6.8.3. Дефекты (повреждения)

Основными дефектами массивных опор являются трещины, разрушение и расстройство кладки, а также рассмотренные выше общие деформации. Кроме этих дефектов имеют место: выветривание, разрушение водосливных поверхностей.

Трещины в мостовых опорах могут быть поверхностными, проходящими в облицовке, глубокими, проникающими вглубь тела опоры и даже сквозными. Характерные типы трещин, появляющиеся во время эксплуатации моста, приведены в пункте Ж.1 приложения Ж.

В старых опорах в подферменниках, изготовленных из гранита или песчаника, нередко появляются сквозные трещины, наблюдается их расшатывание.

Дефекты опор, возникающие на стадии монтажа: трещины по швам бетонирования при плохом сцеплении бетона отдельных блоков.

В процессе длительной эксплуатации поверхности опор подвергаются выветриванию. Этот процесс наиболее интенсивно протекает и на участке изменения уровня воды. Основным признаком выветривания служит шелушение поверхности, отделение мелких плиток-лещадок. При наличии каменной облицовки сначала разрушаются швы. В уровне ледоходов наблюдаются повреждения в виде выбоин, расстройства и вывалов облицовочных камней, глубоких борозд.

В подводной части старых опор из бутовой кладки иногда наблюдаются серьезные разрушения. Значительное влияние здесь оказывает химическая агрессия воды от сбрасываемых в реку промышленных отходов и др.

Наиболее интенсивно кладка опор разрушается в зонах ледостава при первых подвижках льда и в уровне ледохода.

В опорах монолитных бетонных или из каменной кладки, в сборно-монолитных массивах или свайно-стоечных общими дефектами могут быть:

низкая прочность кладки;

образование трещин, раковин и сколов;

износ и выветривание наружных слоев;

отсутствие водослива, а также осадки, наклоны и сдвиги опор. В подводной части опор могут быть разрушения кладки от воздействия агрессивной среды или низкой морозостойкости бетона.

В опорах выявляют дефекты, характерные для материала, из которого выполнены опоры (они аналогичны дефектам пролетных строений, выполненных из соответствующих материалов), а также дефекты и повреждения, обусловленные особенностями конструкций, возведения и работы опор такие как:

трещины и сколы в местах опирания конструкций;

нарушения целостности опор;

температурно-усадочные трещины в массивных частях опор;

расстройство облицовки;

дефекты в заполнении швов между блоками сборно-монолитных конструкций;

трещины в конструкциях, выполненных из железобетонных оболочек или объемных блоков;

истирание и другие механические повреждения конструкций в зонах воздействия ледохода, карчехода и донных наносов;

повреждения конструкций в зоне переменного уровня воды, вызванные климатическими факторами и воздействием воды;

повреждения конструкций, вызванные навалами судов и наездами транспорта.

Основные типы дефектов опор мостов приведены в приложении Ж.

6.8.4. Дефекты от сейсмического воздействия

Повреждения опор мостов от сейсмического воздействия можно подразделить на две группы:

перемещения опор относительно первоначального положения (сдвиги, осадки, наклоны, опрокидывание);

нарушения целостности конструкции опор (трещины, разломы, раскрытие швов и т. д.).

Повреждения обоих видов нередко возникают одновременно.

Наиболее характерным повреждением устоев является их скольжение (сдвиг) в сторону пролета, часто сопровождаемое наклоном и осадкой. Такие повреждения весьма распространены, особенно при наличии вокруг фундаментов устоев слабых глинистых грунтов; в единичных случаях деформации устоев могут происходить при землетрясениях силой от 7 баллов. Повреждения устоев являются следствием воздействия увеличившегося давления на них грунта со стороны насыпи, инерционных сил от пролетных строений и самих устоев, а иногда и в результате скольжения наклонно залегающих пластов берегового массива в сторону водотока. Перемещения устоев в сторону пролета часто бывают значительными и могут привести к полному разрушению мостов.

Характерными повреждениями промежуточных опор являются их осадки и наклоны, а иногда горизонтальные перемещения. Отмечены случаи поднятия опор относительно первоначального положения, а также их поворота в горизонтальной плоскости. Осадки и наклоны опор в большинстве случаев наблюдаются при фундаментах мелкого заложения, а также фундаментах из висячих свай, заглубленных в мелкие или пылеватые водонасыщенные пески средней плотности сложения, текучепластичные и текучие супеси, суглинки и глины. При землетрясении 9 баллов и более деформации опор достигают больших величин и являются массовыми. Установлено, что в общем случае осадки и наклоны опор уменьшаются с увеличением глубины заложения фундаментов и размеров их подошвы.

В безростверковых опорах при землетрясении возникают трещины в ригелях и местах примыкания стоек к ригелю. В свайных фундаментах с высоким ростверком возникают повреждения в виде горизонтальных или косых трещин в сваях; вблизи заделки свай в ростверк раздробляется бетон, выпучиваются сжатые стержни арматуры.

Анализ характера сейсмических повреждений мостов показывает, что они являются следствием воздействия комплекса факторов, из которых наиболее важны следующие:

горизонтальные силы инерции (сейсмические силы), возникающие при колебательных движениях масс сооружения под воздействием колебаний грунтового основания. Эти силы в большинстве случаев считаются основной причиной повреждения сооружений;

вертикальные силы инерции (сейсмические силы), вызванные вертикальной составляющей сейсмических колебаний грунта. Эти силы незначительны по сравнению с основными вертикальными нагрузками сооружения, поэтому они редко являются непосредственной причиной повреждения сооружений. Однако такие силы уменьшают запасы устойчивости фундаментов опор против сдвига и опрокидывания;

сейсмическое горизонтальное давление грунта на устои мостов;

сейсмическое (гидродинамическое) давление воды на промежуточные опоры мостов;

значительное снижение несущей способности грунтов, особенно водонасыщенных рыхлых песков и текучих и текуче-пластичных глинистых грунтов. Из-за этого происходят большие осадки и наклоны опор мостов;

остаточные деформации природного рельефа в виде оползней, обвалов и т. п.;

смещения по плоскостям тектонических нарушений, приводящие к образованию сбросов и сдвигов.