1.5. Усталостные повреждения в сварных главных балках сталежелезобетонных пролетных строений, изготовленных по типовому проекту гтм инв. № 739

В элементах пролетных строений образуются и развиваются усталостные повреждения трех типов (рис.1.5 и табл.1.1.), а также выявляются технологические трещины типа "в" (см. рис. 1.1.).

Усталостные трещины типа Т-9 и T-13 обнаруживаются около верхних поясов только в местах расположения опорных ребер жесткости, не прикрепленных к верхним поясам.

Трещины типа Т-9 - направлены параллельно поясам или с небольшим наклоном. Трещины типа T-13 - по зоне сплавления поясного шва.

Основной причиной образования и развития усталостных тре­щин типа Т-9 и T-13 является отсутствие жестких связей между поясами и опорными ребрами, что приводит к S -образному изгибу участка стенки на длине выреза опорных ребер жесткости за счет смещения поясов, объединенных с железобетонной плитой проезжей части, из их плоскости под воздействием горизонтальных колебаний пролетного строения.

Кроме того, в пролетных строениях встречаются трещины типа Т-6.

Рис.1.5 Типы усталостных трещин в металле сталежелезобетонных пролетных строений по проекту № 739

СОДЕРЖАНИЕ.

Содержание.

1.6. Усталостные повреждения в элементах открытых сплошностенчатых пролетных строений, изготовленных по типовому проекту гтм инв. № 563.

В элементах пролетных строений образуются и развиваются усталостные трещины четырех типов (рис.1.6 и табл.1.1).

Трещины типа T-15 возникают в стенке балки в уровне нижнего болта прикрепления опорного ребра жесткости. Загружение поперечных балок подвижной нагрузкой вызывает поворот глав­ных балок внутрь пролетного строения, что в условиях прикреп­ления нижнего пояса к верхнему балансиру опорной части приво­дит к переменному изгибу короткого участка стенки от нижнего пояса до первого болта и появлению трещины.

Трещины типа T-13 возникают в стенках балок по зоне сплавления верхних поясных швов в створе промежуточных вертикальных ребер жесткости.

Встречаются трещины длиной до 850 мм. Отдельные трещи­ны поворачивают от поясного шва на угол до 90° и распростра­няются по стенке балки. Известен случай образования аналогич­ной трещины в среднем отсеке балки вне створа вертикальных ребер жесткости (T-16).

Появление и развитие трещин типов Т-9 и T-13 связано с вибрацией отсеков стенки, деформацией проезжей части и отсутст­вием плотного опирания вертикальных ребер жесткости на пояса главных балок.

Трещины типа T-17 появляются в стенках продольных балок проезжей части по зоне сплавления верхнего поясного шва и мо­гут поворачивать в сторону нижнего пояса под углом порядка 45°. Развитие трещин начинается от выреза участка стенки в месте прикрепления ее к поперечной балке. В местах образования тре­щин отмечены ослабления или разрывы высокопрочных болтов, при­крепляющих "рыбку" к верхним поясам балок.

Рис.1.6 Типы усталостных трещин в элементах пролетных строений, изготовленных по проекту №563

СОДЕРЖАНИЕ.

2. Порядок осмотра сварных пролетных строений

Обследования сварных сплошностенчатых пролетных строений производятся в случаях, предусмотренных "Инструкцией по содер­жанию искусственных сооружений" ЦП/4363 и СНиП 3.06.07-86.

Полевым работам по обследованию, как правило, предшест­вует ознакомление с технической документацией, имеющейся в службах и дистанциях пути, в ведении которых находятся обсле­дуемые сооружения. Это книги искусственных сооружений установ­ленной формы, заводская документация по изготовлению пролетно­го строения, паспорт с актом заводского инспектора о проведенном освидетельствовании и технической приемке конструкции, ведомость отступлений, чертежи и др., а также отчеты о проведенных обследованиях и испытаниях.

При обследовании рассматриваемых конструкций пролетных строений выполняются следующие работы.

2.1. При первичном обследовании производится сверка действительных геометрических размеров и сечений элементов пролетных строений, опорных частей и моста в целом, с проектными. При этом необходимо зафиксировать расстояние от опорных сечений до стыков листов нижних поясов балок, расположенных в местах изменения сечения (толщины, ширины), а также величины просветов между шкафными стенками и торцами примыкающих балок и между торцами балок смежных пролетных строений на промежуточных опорах.

2.2. Осмотр металла и сварных соединений элементов пролетных строений производится невооруженным глазом по чистой окрашенной поверхности. Осмотр производится, на предмет выявления повреждений металла элементов во время погрузочно-разгрузочных работ и монтажа, технологических дефектов сварных соединений, допущенных на заводах при изготовлении, а также усталостных повреждений сварных швов и основного металла, образовавшихся в процессе эксплуатации пролетных строений.

Сварные соединения и прилегающий основной металл осматривают, обращая особое внимание на околошовную зону, на места с резким или недостаточно плавным изменением сечения, на концы фланговых швов нахлесточных соединений и прикреплений фасонок связей, а также на другие места, вызывающие концентра­цию напряжений.

Наиболее ответственными соединениями являются стыковые швы нижних поясов балок, которые в цельносварных пролетных строениях, изготовленных в период освоения сварки в 1950-1953 гг., были выполнены с технологическими дефектами. Опасными, с точки зрения появления и развития усталостных трещин в этих соединениях, являются наружные дефекты у стыковых швов в виде несплавлений, острых подрезов металла и неплавные уси­ления, создающие высокую концентрацию напряжений.

По материалам отчетов предыдущих обследований и данным раздела 1 устанавливаются места, где наиболее вероятно возникновение усталостных трещин. Тщательному осмотру подлежат узлы, в которых имеются неплотности в примыкании вертикальных ребер жесткости к поясам. В таких местах особое внимание уделяется состоянию окраски. При наличии в слое краски трещин, потеков и тонких следов проступающей ржавчины, краска в таких местах очищается, поверхность металла осматривается невооруженным глазом, а в сомнительных случаях с помощью лупы четырехкратного увеличения. Осмотр в условиях плохой видимости производится с помощью подсветки зеркалами или фонарем с различных точек зрения. Если после осмотра остается неуверенность в отношении наличия трещины в металле, следует узким острым зубилом снять тонкую стружку с поверхности металла по направлению предполагаемой трещины. Раздваивание снятой стружки подтверждает наличие трещины в данном месте. При снятии стружки не следует допускать зарубов металла.

Границы трещины устанавливаются осмотром с помощью лупы макрошлифа, изготовленного вблизи видимой ее части, или смачиванием трещины керосином либо бензином с последующим наблюдением за пульсацией жидкости под проходящим поездом. Очищенные от краски участки металла, а такие металл в местах образова­ния усталостных повреждений рекомендуется окрасить белилами для облегчения последующих наблюдений.

Для поиска усталостных трещин и границ их протяженности можно использовать ультразвуковые дефектоскопы, выпускаемых промышленностью, например Рельс-6, УД-13П и другие, имеющие автономное питание.

2.3. В пролетных строениях, изготовленных по типовым проектам ЛГТМ инв. № 541 и № 821 и ГТМ инв. №№ 563, 739 и 690, помимо сварных соединений, подлежат осмотру болтовые прикрепления элементов связей, балочной клетки проезжей части и металлических поперечин мостового полотна. Осмотр таких соединений производится для установления цельности болтов и плотности стяжки соединяемых частей. При обнаружении разрушен­ных болтов, что изредка наблюдается в процессе эксплуатации, нужно установить место (у головки, либо по нарезке) и, по возможности, причины разрушения. Опыт показывает, что в процессе нормальной эксплуатации, как правило, не наблюдается уменьше­ния натяжения (20 тс) высокопрочных болтов. Однако такие случаи встречаются в элементах, испытывающих повышенную вибрацию, поэтому при выявлении потеков ржавчины в прикреплении необходимо проверить их натяжение. Последнее осуществляется тарированным динамометрическим ключом. В случае обнаружения ослабленных болтов, натяжение их до проектной величины производится этим же ключом. Поврежденные высокопрочные болты заменяются новыми.

2.4. При обследовании опорных частей устанавливается общее состояние плит (балансиров), прикреплений их к балкам и подферменным площадкам, а также состояние противоугонных пла­нок и винтов в них. Кроме этого, проверяется плотность опирания опорных листов балок, верхних плит (балансиров) на нижние и последних на подферменные площадки.

В подвижных опорных частях тангенциального типа прове­ряется наличие зазора под головками винтов, скрепляющих верх­ние и нижние плиты, и положение этих винтов по отношению овальных отверстий в верхних плитах. Отсутствие зазоров, а также расположение упомянутых винтов в овальных отверстиях в крайнем положении пролета препятствует продольным перемещениям балок прилетных строений при проходе поездов и повышении тем­пературы. Эти неисправности приводят к разрушениям подферменных площадок.

2.5. При обследовании сварных пролетных строений мостов, наряду с другими частями сооружения, особо тщательно необхо­димо осматривать мостовое полотно, рельсовый путь которого должен обеспечивать безопасное и плавное движение поездов без ограничения скорости, а охранные устройства - безопасный проход колес подвижного состава на случай схода их с рельсов.

Наличие весьма распространенных неисправностей в мостовом полотне, таких как слабое прикрепление и неплотное опирание мостовых брусьев и рельсов, волнообразный износ рельсов, уве­личенные зазоры и выколы в стыках, а также значительные уширения и перекосы пути вызывают повышенную вибрацию элементов пролетных строений при проходе поездов. Упомянутая вибрация элементов является одной из главнейших причин образования и развития усталостных трещин в местах высокой концентрации напряжений в элементах сварных пролетных строений. Это указывает на необходимость своевременного выявления и безотлагательного устранения отмеченных неисправностей и отступлений от установ­ленных требований к мостовому полотну.

В последнее время, наряду с распространенным типом мосто­вого полотна на деревянных брусьях, на сварных пролетных строе­ниях рельсовый путь укладывается и на безбалластных железобетон­ных плитах.

При осмотре мостового полотна на железобетонных плитах дополнительно выясняется состояние их поверхностей (трещины, отколы, качество гидроизоляции), заполнение и качество попереч­ных стыков плит и цементно-песчаного прокладного слоя, сплош­ного или дискретного в металлических обоймах. Проверяется це­лостность и достаточность натяжения всех высокопрочных шпилек, прикрепляющих плиты к поясам и обжимающих цементно-песчаный прокладной слой. Проверка натяжения шпилек должна производить­ся теми же ключами, что и для затяжки высокопрочных болтов.

Наряду с проверкой натяжения высокопрочных шпилек, необ­ходимо тщательно осмотреть видимые поверхности цементно-песчаного прокладного слоя, особенно в районе стыков плит, где во многих случаях выявлены выколы и разрушения.

При осмотре безбалластных железобетонных плит мостового полотна обнаруживаются трещины, расположенные на нижней и верх­ней поверхностях плит, параллельно оси моста, как правило, между рельсами. Также встречаются поперечные и косые трещины.

СОДЕРЖАНИЕ.