Руководство мостовому мастеру

51

Гипротрансом были также разработаны и широко применялись типовые пролетные строения с ездой поверху со сквозными фермами пролетами от 27 до 66 м (рис.1.16). При длине ферм до 33,6 м мостовое полотно в таких пролетных строениях уложено непосредственно на пояса ферм. В остальных случаях предусмотрены продольные балки проезжей части, расположенные над поперечными. Как показал опыт, этажное расположение балок проезжей части приводит к их расстройству и требует соответствующей реконструкции или усиления.

52

Типовые пролетные строения Гипротранса применялись до 1941г. В целом они имеют высокую грузоподъемность и удовлетворяют современным эксплуатационным требованиям.

Вэксплуатации находится значительное количество так называемых стандартных пролетных строений, разработанных Проектстальконструкцией (ПСК) и построенных в период с 1944 по 1953 г. Эти конструкции рассчитаны под нагрузку Н7 или Н8 и изготовлены из стали марки Ст.З мост. Стандартные пролетные строения запроектированы для перекрытия пролетов от 33 до 110 м при езде понизу (рис.1.17). Разработки ПСК хорошо приспособлены для массового производства, чему способствовала Н-образная форма сечения для всех элементов главных ферм, и широко применялись при восстановлении разрушенных войной мостов. Эксплуатационные недостатки в этих пролетных строениях проявляются прежде всего в подверженности поясов ферм загрязнению и опасности интенсивного ржавления. Другим недостатком является наличие большого числа вертикальных листов в узлах с вертикальными труднопрокрашиваемыми щелями, в которых также возможно развитие ржавчины. Кроме того, наличие подвижных стыков в продольных балках также является недостатком, т.к. сопряжения балок в таких местах часто расстраиваются. Следует отметить, что узловые соединения элементов главных ферм имеют относительно низкую расчетную долговечность. Учитывая это обстоятельство, разработаны рекомендации по повышению выносливости наиболее слабых элементов в порядке подготовки мостов к пропуску более тяжелых нагрузок путем замены заклепок на высокопрочные болты.

В1954-1956 гг. Трансмостпроект разработал пролетные строения получившие название унифицированных и применявшиеся в качестве типовых. Они были рассчитаны под нагрузку Н8 и изготавливались из стали Ст.З мост. Унифицированные пролетные строения разбиты на три серии, объединенные общностью генеральных размеров. Во всех сериях, охватывающих пролеты от 33 до 110 м, главные фермы запроектированы с параллельными поясами и

53

треугольной решеткой со стойками и подвесками (рис. 1.18). Для случая установки пролетных строений на опоры старых мостов предусмотрена возможность изменения пролета за счет размеров концевых панелей.

Унифицированные пролетные строения первой серии подобны конструкциям ПСК и потому имеют эксплуатационные недостатки, о которых было упомянуто выше. Что касается второй и третьей серии, то эксплуатационные качества этих пролетных строений выше, поскольку верхним поясам ферм придано коробчатое, а нижним - двойное швеллерное сечение, уменьшено число узловых сопряжений в фермах и ликвидированы почти все труднодоступные для окраски места. В то же время в пролетных строениях третьей серии предусмотрены подвижные стыки (разрывы) продольных балок, которые являются слабыми местами проезжей части.

Дальнейшее совершенствование металлических пролетных строений связано с широким использованием сварки и фрикционных соединений» устраиваемых при помощи высокопрочных болтов.

Типовой проект болтосварных пролетных строений с ездой понизу пролетами от 33 до 110 м разработан Гипротрансмостом в начале 60-х годов (инвентарный № 690). Расчет произведен по нормам 1962 г. под нагрузку С14, в качестве основного материала принята низколегированная сталь марки 15ХСНД с нормативным пределом текучести 350 МПа. Схемы главных ферм и генеральные размеры приняты такими же» как и в унифицированных пролетных строениях (рис.1.18). Все элементы ферм и проезжей части запроектированы сварными с монтажными соединениями на высокопрочных болтах.

Характерной особенностью конструкции является применение в фермах коробчатых элементов замкнутого поперечного сечения с нижним перфорированным листом. Коробчатыми выполняются также наиболее напряженные раскосы. Продольные балки проезжей части принудительно включены в совместную работу с поясами ферм. Деформационных разрывов продольных балок при этом не предусмотрено, что является характерным для современных

54

проектировок.

Болтосварные пролетные строения по сравнению с конструкциями других типов имеют повышенную эксплуатационную надежность. Однако, как показала практика, усталостная прочность сварных продольных балок этих пролетных строений оказалась недостаточной. В стенках балок стали возникать горизонтальные трещины вблизи поясов по месту обрыва швов приварки вертикальных ребер жесткости, что вызывает необходимость в ремонте или усилении отдельных узлов балок .

Эксплуатационным недостатком болтосварных пролетных строений является также сложность осмотра, очистки и окраски внутренних полостей коробчатых элементов. Несмотря на наличие перфорационных отверстий, доступ внутрь элементов затруднителен. Схемы типовых решений Гипротрансмоста с ездой поверху пролетами 44, 55 и 66 м под нагрузку С14 показаны на рис.1.19.

Рис.1.19. Схемы главных ферм болтосварных пролетных строений с ездой поверху (Гипротрансмост)

В этих пролетных строениях также применена балочная клетка, посредством связей включенная в совместную работу с поясами ферм. Нижние гори-

55

зонтальные листы продольных балок и верхних поясов ферм здесь расположены в одном уровне; в этом же уровне поставлены и продольные связи. В остальном принципиальных отличий от пролетных строений с ездой понизу (рис.1.18) не имеется.

Внастоящее время в эксплуатации находится также большое количество пролетных строений со сплошной стенкой. В эксплуатационном отношении сплошностенчатые пролетные строения выгодно отличаются от сквозных, т.к. имеют значительно меньшее число узловых сопряжений, меньшую площадь окрашиваемых поверхностей, проще по конструкции, доступнее для осмотра, очистки и окраски.

Наиболее распространенными сплошностенчатыми пролетными строениями являются конструкции проектировки Ленгипротрансмоста под нагрузку С14 для пролетов от 18,2 до 33,6 м. В основе конструкции - две главные балки, объединенные верхними и нижними продольными связями и системой поперечных связей. Балки цельносварные, связи прикрепляют к балкам на высокопрочных болтах. По отношению к соответствующим поясам плоскости связей смещены, что облегчает осмотр и уход за связями, особенно расположенными вблизи грузового пояса. Стенки главных балок укреплены двусторонними поперечными и продольными ребрами. Поперечные ребра по концам имеют большие прямоугольные вырезы для пропуска поясных швов; между торцами этих ребер и поясными листами установлены прокладки для плотного соприкасания торцов с поясами. Продольные ребра в местах пересечения с поперечными прерываются и приварены к ним.

Впроцессе эксплуатации таких пролетных строений было установлено, что в стенках главных балок часто возникают горизонтально направленные трещины. Они образуются вблизи верхних и нижних поясов и располагаются

вместах обрыва вертикальных швов приварки поперечных ребер к стенкам. Указанные трещины носят усталостный характер, а их появление связано с местными деформациями поясов примыкающих участков стенок балок, про-

56

исходящими из-за наличия зазоров между торцом ребер и поясами главных балок. При этом трещинообразованию способствуют остаточные сварочные напряжения и их концентрация в стенках в местах обрыва вертикальных швов. Кроме того, отрицательно сказываются и высокочастотные колебания отсеков стенок главных балок под проходящими поездами, что сникает долговечность металла.

Вследствие этого при проектировании и изготовлении сплошностенчатых пролетных строений после 1985 года вместо ребер жесткости, привариваемых к стенкам балок, стали применять уголки жесткости, которые прикрепляются к стенкам высокопрочными болтами. При этом обеспечивается жесткое спряжение уголков жесткости с поясами главных балок с помощью уголковых коротышей.

На сети железных дорог распространены также сталежелезобетонные пролетные строения по типовым проектам Гипротрансмоста, перекрывающие пролеты 18 - 55 м. Металлоконструкции здесь аналогичны описанным выше про летным строениям, которые также проектировал Гипротрансмост. Конструкция отличаются наличием поперечных стыков главных балок, которые предусмотрены при длине более 33,6 м. По стальным балкам уложена железобетонная плита, включенная в совместную с ними работу. Плита – сборная, с поперечными швами омоноличивания; соединение ее с поясами - дискретного типа с помощью закладных деталей, прикрепленных к поясам балок высокопрочными болтами (типовой проект № 789).

Езда по плите осуществляется на балласте, и это является важным эксплуатационным преимуществом пролетных строений данного типа. Имеются и недостатки: в процессе эксплуатации часто расстраиваются поперечные швы железобетонной плиты, возникают трещины в металле закладных деталей, объединяющих плиту с поясами балок, а также б поясах балок, Причины: нарушение технологии омоноличивания стыков плиты, малая точность изготовления блоков плиты, наличие грибовидности и других деформаций в поясах

57

балок.

Грузоподъемность таких пролетных строений (см. главу 5) в значительной мере зависит от качества строительно-монтажных работ при омоноличивании поперечных стыков блоков железобетонных плит и , как следствие, от их прочности, а также от надежности соединения железобетонных плит с поясами главных балок. Вследствие этого с 2001 года Министерством путей сообщения запрещено применение таких пролетных строений при строительстве или реконструкции железнодорожных мостов.

С 1985 года по 1999 год при реконструкции железнодорожных мостов применялись решетчатые пролетные строения с замкнутыми сварными коробчатыми элементами главных ферм, изготавливавшимися по типовому проекту № 1293.

Преимущество этих пролетных строений по сравнению с пролетными строениями также с элементами коробчатого сечения, выполненными с перфорированными листами, заключается в том, что замкнуты элементы не требуют окраски внутренних поверхностей в течение всего срока службы конструкции, а также в том, что в ходе заводского изготовления таких замкнутых элементов практически в два раза уменьшается протяженность соединительных угловых швов, т.к. внутренние швы в таких элементах не накладываются.

Эксплуатация опытных пролетных строений с замкнутыми элементами показала что заложенные в проект элементы новизны себя оправдали. Однако, в дальнейшем, при серийном изготовлении пролетных строений и их монтаже выявились нарушения в технологии их сборки , что приводило к поступлению атмосферного воздуха и влаги внутрь замкнутых элементов. Это вызывало развитие коррозии внутренних неокрашенных поверхностей замкнутрых элементов. В результате в 1998 г. МПС было вынуждено прекратить изготовление таких пролетных строений, а также ужесточить приемку уже изготовленных пролетных строений. При проектировании замкнутых элементов не был предусмотрен контроль за степенью герметизации элементов, а как показывает

58

опыт эксплуатации подобных конструкций, он крайне необходим. Отсутствие такого контроля практически свело на нет преимущество коробчатых элементов замкнутого сечения.

При обследовании пролетных строений, изготовленных по проекту № 1293, для оценки состояния внутренних полостей замкнутых элементов необходимо снимать крышкикомпенсаторы, закрывающие перфорации по краям элементов. В случае наличия влаги внутри коробчатых элементов их следует просушить, после чего закрыть перфорации крышками, затянуть болты на проектное усилие и промазать герметиком все места, через которые может происходить попадание атмосферного воздуха внутрь элементов.

С 1999 года решетчатые пролетные строения изготавливаются по проекту № 1293 и. Все основные размеры пролетных строений, габаритные размеры поперечных сечений элементов главных ферм приняты такими, как в проекте №1293. Основное отличие заключается в том, что коробчатые элементы главных ферм изготавливаются с нижним перфорированным листом. Размер и шаг перфораций приняты такими же, как в проекте № 690. В проекте № 1293 и также уменьшено до 1700 мм расстояние между осями продольных балок.

1.4.3 Коррозия металла

Для предупреждения коррозии (ржавления) металла пролетные строения должны быть окрашены и содержаться в чистоте. Сроки окраски устанавливаются в зависимости от состояния старой краски или требований технической эстетики. Признаками разрушения окраски являются:

а) разрушение (выветривание) пленки окраски до слоя старой (предыдущей) окраски;

б) местные вспучивания продуктами коррозии металла и отслаивания пленки окраски, появление в ней трещин до металла;

в) развитие очагов коррозии под пленкой окраски.

59

Разрушение окраски и коррозия происходят прежде всего в тех местах пролетных строений, где задерживается влага и скапливается грязь, где нет достаточного проветривания. Такими местами, например, являются: коробки нижних поясов ферм; верхние пояса ферм на мостах с ездой поверху, а также верхние пояса продольных к поперечных балок под мостовыми деревянными брусьями; фасонки продольных связей; опорные узлы; всякого рода конструктивные "мешки" (рис.1.20) и щели.

Указанные места должны тщательно очищаться от грязи и мусора и чаще подкрашиваться. В необходимых случаях конструктивные недостатки должны устраняться постановкой (по проекту) металлических прокладок, устройством дренажных отверстий для стока воды, заливкой "мешков" цементным раствором или битумом, шпаклевкой щелей и другими способами.

Рис.1.20. Конструктивные "мешки"

Коррозия в металлических мостах разрушает металл, уменьшает площадь сечения элементов и понижает их грузоподъемность. Поэтому в случае значительного разрушения элементов коррозией необходимо произвести соответствующее их усиление или замену новыми.

Вода, застаиваясь подолгу на элементах пролетного строения, способствует разрушению окраски и быстрому развитию коррозии. Плохой сток воды

60