Тема – Конструкция балочных пролетных строений (плитных, ребристых). Предварительно напряженные элементы.

• Самый простой вид балочного железобетонного пролётного строения - сплошная плита с боковыми консолями. Борта по краям ограждают балластную призму от осыпания. Плита, консоли по всей площади, балластное корыто защищены гидроизоляцией. Вода из корыта вытекает через трубки в консолях, иногда её отводят за устой.

• Плитное пролётное строение - это широкая балка, опёртая по концам на опоры, балка под нагрузкой растянута в нижней части, поэтому большая часть стержней арматуры расположена именно внизу, равномерно по всей ширине плиты. По мере уменьшения от середины пролёта к опорам растягивающих напряжений, некоторые из стержней рабочей арматуры доведены до опоры, а другие отогнуты вверх. Чтобы вся продольная арматура воспринимала усилие равномерно по всей ширине, плита армирована также поперёк пролёта распределительной арматурой. Для увязки всей арматуры в каркас служат хомуты и монтажные стержни. Иначе армированы консоли, нагрузка, изгибая консоль свободным концом вниз стремится отломить её от плиты. При этом на верху в консолях появляется растяжение, а в низу сжатие. Поэтому рабочую арматуру в консоли устраивают вверху с отгибами вниз.

Ребристые

С увеличением пролёта плита утолщается. Рёбра являются основным несущим элементом главной балки. Оба ребра объединены диафрагмами в качестве поперечных связей. Они размещены над опорами и через 2-3 м в пролёте. Представляют собой толстые металлические листы, сваренные встык и омоноличенные бетоном. Армирование рёбер в основном такое же, как и у плитных пролётных строений, увеличина лишь сечение и число растянутых стержней. Кроме того в виду ограничения ширины ребра, арматура расположена не в один ряд, а в несколько рядов по высоте с просветами от 50 до 80 мм для сцепления с бетоном. Расстояние от крайнего стержня до поверхности бетона 30-50 мм.

Тема – Содержание железобетонных мостов, выявление и устранение неисправностей.

Дефекты

В железобетонных пролётных строениях из обычного и из предварительно напряжённого железобетона при изготовлении и эксплуатации могут возникать повреждения в виде трещин, отколов бетона, отслоений защитного слоя, раковин, разрушение гидроизоляции и др.

Трещины - наиболее распрастранённые повреждения железобетонных пролётных строений. Появление трещин, как правило, неизбежно; оно предусматривается на стадии проектирования с ограничением раскрытия трещин 0,2 мм. Более опасны трещины в предварительно напряжённых железобетонных пролётных строениях.

Рассмотрим наиболее характерные типы рещин, возникающих в эксплуатируемых балочных пролётных строениях.

Усадочные трещины возникают обычно в поверхностных слоях бетона из-за неравномерности процесса усадки. Появлению этих трещин способствует чрезмерно высокое содержание цемента в бетонной смеси, стеснённость усадки, вызванная конструктивной формой, видом армирования и др. Характерный признак усадочных трещин - хаотическое их распоожение, небольшая длина и раскрытие. Усадочные трещины могут развиться в силовые.

Наклонные трещины в стенках балок образуются в основном от действия главных растягивающих напряжений. Эти трещины особенно опасны в предварительно напряжённых пролётных строениях, так как могут значительно снизить их грузоподъёмность.

Продольныетрещины в местах сопряжения плиты балластного корыта со стенками балок относятся к категории опасных, так как значительно снижают несущую способность пролётного строения. Одна из главных причин образования этих трещин - нарушения в технологии изготовления пролётных строений.

Поперечные трещины в плите вызываются главным образом перетяжкой нижней продольной арматурыизгибающими моментами, создаваемыми при установке балок кранами. В простых балках в процессе эксплуатации постоянные и временные нагрузки способствуют закрытию этих трещин.

Поперечные трещины в нижних растянутых поясах предварительно напряжённых пролётных строений обычно свидетельствуют о недостаточном натяжении напрягаемой арматуры, значительных потерях предварительного напряжения из-за усадки, ползучести бетона и нарушения нормальной работы анкерных устройств. Эти трещины не снижают расчётной несущей способности пролётного строения, но могут способствовать развитию коррозии арматуры и тем самым снижать его долговечность.

Продольные трещины в предварительно обжатых поясах появляются в течение первых лет эксплуатации. Образование их вызвано поперечными деформациями, возникающими при чрезмерном обжатии бетона, и влиянием стеснённой усадки. Опасность таких трещин - возникновение и интенсивное развитие коррозии арматуры.

Горизонтальные трещины на торцовых участках пролётных строений обычно возникают под действием местных напряжений, вызванных силами предварительного напряжения арматуры. Развитие трещин этого типа наблюдается в начальный период экплуатации.

Трещины в зонах примыкания опорных частей - следствие конструктивных недостатков опорных узлов пролётных строений в сопряжении с опор ными частями (сосредоточение анкеров, короткий опорный лист и др.). На развитие этих трещин существенное влияние оказывает работа опорных частей.

Нередко в зонах омоноличивания сборных конструкций появляются трещины.

При недостаточной толщине защитного слоя и низком качестве бетона влага проникает к арматуре. Это приводит к коррозии арматуры и к разрушению защитного слоя, в результате чего он отслаивается, а арматура обнажается. Наиболее часто такие повреждения встречаются в конструкциях, при бетонировании которых для ускорения твердения бетона вводили добавки хлористого кальция или хлористого натрия. Обнажённая арматура быстро ржавеет, снижая грузоподъёмность и долговечность конструкции.

В арочных железобетонных пролётных строениях трещины часто образуются в подвесках и затяжках, иногда в арках и стойках.

В каменных и бетонных арочных мостах они обычно возникают в зонах замка и пят, в щековых стенках.

Внешние признаки опасного развития трещин - подтёки ржавчины на поверхности бетона - свидетельство интенсивной коррозии арматуры. Белые подтёки - признак выщелачивания цементного камня в зонах фильтрации воды через бетон.

Надёжный отвод воды и хорошее качество гидроизоляции имеют большое значение для обеспечения высокой долговечности железобетонных пролётных строений.

УСТРОЙСТВО ВОДООТВОДА И ГИДРОИЗОЛЯЦИИ

Для обеспечения долговечности элементов железобетонных мостов их конструкция должна быть защищена от проникновения в бетон воды. Длительное воздействие воды на бетон вызывает растворение и вымывание извести. Это понижает прочность бетона и приводит к его постепенному разрушению, особенно в условиях попеременного замораживания и оттаивания.

Для предохранения бетона от воздействия воды его покрывают гидроизоляцией. Гидроизоляцию устраивают на поверхности плиты балластного корыта. Для стока воды поверхность плиты делают с уклоном. Края изоляции закрепляют в специальных углублениях бортиков.

Гидроизоляция балластного корыта должна быть водонепроницаемой по всей изолируемой поверхности, обладать водо-, био- и химической стойкостью, тепломорозостойкостью и эластичностью во времени и интервале расчётных температур, сохранять сплошность при образовании на изолируемой поверхности бетона трещин допустимого раскрытия.

Гидроизоляцию наносят на подготовительный (выравнивающий) слой из цементно-песчаного раствора или мелко-зернистого бетона. Перед укладкой гидроизоляции подготовительный слой покрывают грунтовкой.

Отвод воды из балластного корыта происходит через водоотводные трубки, расположенные у наружных краёв плит. Трубки диаметром не менее 15 см выполняют из чугуна и размещают с шагом, обеспечивающим 5 см площади поперечного сечения трубки на 1 м поверхности водосбора. Трубки прикрывают чугунными крышками с прорезями. Обкладываются более крупным щебнем.

Тема – Область применения. Особенности и недостатки. Виды каменных и бетонных мостов.

Каменные мосты, как и деревянные, наиболее древние. Но в отличие от деревянных мостов каменные долговечны и независимо от времени постройки продолжают эксплуатироваться. Для каменных мостов характерна сводчатая конструкция с минимально возможным растяжением.

Основным элементом каменного моста, помимо опор, является свод. На своде до уровня проезда возвышается надсводное строение часто в виде щековых стен. Пазухи между стенами снизу заполнены обычно бутовой или бетонной кладкой с изоляцией и водоотводом, а над ними - балластом для пути. Свод сплошной на всю ширину моста и непрерывный от опоры до опоры. Толщина его (по высоте) около 1/20 пролёта. Свод опирается на опоры пятами (место сопряжения свода с опорой). С них начинают кладку свода и ведут её снизу вверх до серединного, замыкающего ряда - замка. Наряду со сплошными щековыми стенами можно встретить и сквозное надсводное строение - с проёмами, перекрытыми также сводами или балками из железобетона. То и другое облегчает постоянную нагрузку, сокращает расход материалов. Балластное корыто моста оклеивают гидроизоляцией. Для отвода воды корыту придают уклоны. В пониженных его местах располагают чугунные водоотводные трубки, прикрытые сверху решётчатыми колпаками и камнем от засорения балластом. Низ трубок выпускают за повехность свода, чтобы не смачивать кладку. В перекрытии деформационных швов гидроизоляция, помимо водонепроницаемости, должна в то же время обеспечить сохранность от разрыва при изменении раскрытия шва.

Опоры каменных мостов из-за распора длиннее, чем балочных. Больше это относится к устоям. Форма устоя соответствует направлению передачи опорного давления свода на грунт. Устой как бы продолжает свод, постепенно уширяясь книзу для передачи давления на грунт. В быках распор от сводов смежных пролётов взаимно уравновешивается. Это сокращает размер быка по сравнению с устоем.

Опорные подушки, воспринимающие давление от свода, выполняются, как и свод, из прочных пород камня, а при бетонной кладке - из бетона повышенной прочности. В каменных мостах пяты с подушками сопрягаются без опорных частей. Прокладка из листового свинца, применявшаяся в старых мостах, предназначалась для уплотнения и более равномерной передачи опорного давления.

Путь на каменных мостах, как и на других с балластным корытом, не отличается от пути вне моста. Добавляются лишь охранные приспособления - контрельсы. С боков по длине моста закреплены каменные или металлические перила с подвижными вставками над деформационнами швами.

ОПОРЫ МОСТОВ

Опоры мостов передают нагрузки с пролётного строения на основание (грунт). Опоры являются ответственными элементами моста и должны обладать достаточной прочностью и устойчивостью. Опоры мостов условно разделяют на промежуточные (быки) и концевые (устои). Такое деление оправдано различными условиями эксплуатации и передачи нагрузок. Промежуточные опоры работают, как правило, в зоне переменного уровня воды, находясь под воздействием ледохода, навала судов. Устои чаще размещают на суходоле. На устои, кроме вертикальных нагрузок, действуют большие горизонтальные силы от давления грунта и торможения.

Промежуточные опоры

Промежуточную опору (бык) можно условно разделить на три конструктивных элемента: подферменную плиту (оголовок - 1), тело опоры (2), фундамент (3). Высота опоры Н - расстояние от обреза фундамента до верха опоры - может изменятся от нескольких метров до нескольких сотен метров.

Размеры оголовка в плане назначают из условия размещенияопорных частей. Расстояние между осями опорных частей определяют типом пролётного строения.

В сборных и сборно-монолитных вариантах размеры тела опоры (особенно в поперечном к оси сооружения направлении) могут быть значительно сокращены, что позволяет получить существенную экономию в кладке опоры.

В сборных опорах оголовок часто выполняет функции несущей конструкции - ригеля - и его размеры по вертикали определяются расчётом на прочность. В этих случаях высота оголовка может достигать 1,5 м и более.

 В ряде случаев целесообразно устраивать промежуточные опоры сборно - монолитными. В этих конструкциях опалубкой монолитного бетона служат железобетонные облицовочные блоки заводского изготовления.