26. Повреждение опор и опорных частей

Массивные опоры — основной тип опор экс­плуатируемых металлических, железобетонных, бетонных и каменных железнодорожных мостов. Наиболее распространенными повреждениями массивных опор являются трещины, расстройство кладки, выветрива­ние и износ кладки, расстройство подферменных камней, разрушение облицовки, а также перемещения самих опор - осадки, сдвиги, крены.

Трещины в мостовых опорах по расположению, характеру развития и причинам возникновения весьма разнообразны. Они могут быть по­верхностными, глубокими и сквозными. Причиной возникновения тре­щин с небольшим раскрытием в бетоне часто являются температурные напряжения, возникающие в результате резкого изменения температуры воздуха, экзотермических процессов при твердении бетона, замерзания воды в пустотах и т. п. Нередко по внешнему виду трещин можно опре­делить причину их возникновения и развития. Например, значительные вертикальные трещины, имеющие большое раскрытие внизу и затухающее кверху, свидетельствуют о возможной неравномер­ной осадке опор, недостаточной несущей способности их оснований.

В устоях с обратными стенками при заполнении плохо дренирующим грунтом и недостаточном водоотводе может произойти отрыв обратных стенок (трещины 1) в результате замораживания водонасыщенного за­полнения. Расстройство кладки мостовых опор, особенно старых из бутовой кладки, обычно начинается в зонах опирания подферменных камней. При этом подферменные камни, представляющие собой тесаную прямо­угольную призму из монолита гранита или песчаника, приобретают под­вижность, и в них нередко возникают сквозные трещины. Одной из главных причин расстройства кладки является динамическое воздейст­вие нагрузки. Наличие расстройства кладки определяют по вибрации и взаимным перемещениям отдельных камней (блоков) при проходе по­езда, появлению пересекающихся трещин, а также белых подтеков про­дуктов выщелачивания на поверхностях опоры. Состояние поверхностных участков кладки может быть также оце­нено остукиванием молотком. Для оценки состояния кладки опор ис­пользуют и неразрушающие методы контроля, основанные на использо­вании ультразвука.

В процессе длительной эксплуатации поверхности опор подвергают­ся выветриванию. Выветривание наиболее интенсивно протекает на участке изменения уровня воды. Основным признаком выветривания является шелушение поверхности - отделение мелких плиток — лещадок. При наличии каменной облицовки сначала разрушаются швы.

В уровне ледохода наблюдаются повреждения опор в виде выбоин облицовочных камней и разрушения швов, расстройства и вывалов облицовочных камней, а также износ поверхности в виде углублений в направлении по течению. На реках с быстрым течением при перемеще­нии песка, гальки и других плывущих частей и предметов износ опор мо­жет происходить на всей ее подводной части.

Наиболее интенсивно кладка опор в зонах ледостава разрушается при первых подвижках льда, особенно, если не принимаются специаль­ные меры (околка льда вокруг опор). В старых опорах из бутовой клад­ки иногда имеют место весьма серьезные разрушения подводной части. При этом в кладке опоры образуются большие вывалы, угрожающие разрушению опоры. Значительное влияние на разрушение подводной части опор может оказывать химическая агрессивность воды вследствие загрязнения ее химическими отходами, удары плывущими предмета­ми и т.п.

Повреждения опор выявляют в результате их обследования. Надвод­ные части опор детально осматривают с применением специальных при­боров и инструментов. Для определения глубины распространения тре­щины используют щупы, ультразвуковые приборы, нагнетание в трещи­ны подкрашенной жидкости, а в случае необходимости производят опоре (отмечают концы краской), зарисовывают в специальных журна­лах или фотографируют. Раскрытие трещин измеряют, а места измерений фиксируют.

Для выявления повреждений в подводной части опор и наблюдения за их развитием используют различные способы. В теплую погоду при прозрачной воде и небольшой глубине для обследования подводной час­ти опор можно использовать обычную маску для подводного плавания. В более сложных условиях для обследования привлекаются водолазы или используются специальные передвижные телевизионные установки для подводного обследования типа "Краб".

Перемещения опор - весьма опасные явления. Причины тут могут быть разные: подмыв опор, недостаточная несущая способность основа­ния, увеличение горизонтального давления грунта насыпи, оползневые явления и т. п. Значительные перемещения опор довольно легко опре­делить по внешним признакам. Так, при смещении устоя в пролет сме­щается и подвижная опорная часть, а конец пролетного строения может упереться в шкафную стенку или в торец соседнего пролетного строения. Наклон или смещение промежуточной опоры вдоль моста легко обнару­жить по изменению расстояния между концами смежных пролетных строений. О перемещении опор можно судить по положению рельсового пути в плане и в профиле. Перемещение устоя иногда сопровождается сползанием насыпи за устоем. Точные данные о перемещениях опор мож­но получить на основании геодезических съемок их положения.

В случаях обнаружения перемещений опор за ними устанавливают наблюдения: осадку определяют нивелированием, а крен и сдвиги -теодолитной съемкой. Данные нивелирования опоры увязывают с отмет­кой репера. При наблюдении за наклоном опоры при помощи теодолита в местах установки реек желательно заделать в тело опоры специальные марки. За наклоном опоры можно также наблюдать при помощи уровня или отвеса. Результаты наблюдений с указанием условий, при которых они выполнялись, записьюают в специальный журнал или книгу искус­ственного сооружения. При обследовании устоев необходимо обращать внимание на состоя­нием сопряжения моста с насыпью. При крутом откосе конусов иногда. Наблюдается их сползание, вызывающее оголение концов шпал, что мо­жет быть причиной опасных доп-ных напряжений в рельсах.

Обнаруженные повреждения в опорах подлежат устранению. Спо­соб ремонта в каждом конкретном случае устанавливают на основании комплексной оценки характера повреждений, их влияния на долговеч­ность и надежность сооружения, и причин, их вызывающих.Обследованию подлежат также регуляционные сооружения (струенаправляющие дамбы, траверсы и др.) и земляное полотно на подходах к мосту в пределах подтопления высокой водой. При этом проверяют соответствие сооружений в плане и профиле проекту и состояние их укреплений.

Повреждения опорных частей. К ним относятся: неплотное опирание; неправильное положение элементов опорных частей (перекос и угон катков, отклонение от проектного положения балансиров и опор­ных плит); коррозия и износ катков и контактных поверхностей опор­ных плит и балансиров; трещины в элементах опорных частей; ослаб­ление или разрушение креплений элементов опорных частей; нарушение работы защитных футляров и др. Обследование опорных частей начинают с общего их осмотра. Пра­вильность положения опорных плит в плане проверяют измерением рас­стояний от оси моста и от оси опоры (поперек моста) до характерных точек плиты (вершины углов плиты, пересечения осей плиты и т. п.). Затем, измеряя расстояния от сторон опорной плиты до осей катков (рис. 2.23, а), определяют их положение в плане. Таким же путем прове­ряют положение балансиров. Положение опорных плит в профиле прове­ряют с помощью уровня или нивелировкой. Зная взаимное положение отдельных элементов опорных частей, можно установить смещение их центров, перекос и другие характерис­тики. Запись температуры воздуха при этих измерениях обязательна. Желательно положение опорных частей проверять в пасмурную погоду, когда температура всех элементов пролетного строения примерно оди­накова. Смещение балансира относительно опорной плиты вдоль моста при температуре t определяют по формуле: . Разность между измеренным и расчетным смещением оси балансира относительно оси опорной плиты составляет величину доп-ного смещения, которое может быть следствием неправильной установки при сборке или от смещения опор в процессе эксплуатации.

В пролетных строениях, особенно ориентированных с востока на за­пад, на смещение опорных частей и появление в них повреждений оказы­вает влияние неравномерность нагрева главных ферм: одна ферма на­гревается солнцем сильнее другой, что приводит к изгибу пролетного строения в горизонтальной плоскости. В результате этого в опорных частях, препятствующих, повороту концов фермы в плане, могут по­явиться перекосы и сдвиги, а также трещины в кладке опор и другие повреждения. Выяснение действительной причины повреждения опорных частей требует тщательного анализа полученных при обследовании материалов. Иногда для этого необходимо установление длительных наблюдений и периодических измерений положения опорных частей, опор и пролетных строений с регистрацией результатов в специальных журналах, книге искусственного сооружения, а также непосредственно на опорах. Сравнительно часто встречаются повреждения, связанные с неплот­ным опиранием опорных частей на подферменники. Неплотность опирания приводит к увеличению динамического воздействия на конструк­цию, в результате чего появляются повреждения и в первую очередь такие, как трещины в подферменниках, опорных плитах, расстройство кладки опор и пр. Развитие повреждений опорных частей во многом зависит от ка­чества их содержания. Подвижные опорные части должны иметь футля­ры, надежно защищающие их от попадания пыли, мусора и влаги. Катки и поверхности катания натирают графитом.