Добро пожаловать на официальное интернет-представительство Некоммерческого Партнерства "Союз производителей бетона"
Союз создан в 2003 году с целью координирования, регулирования и управления разрозненными отраслями, нормальное функционирование которых необходимо для общего развития рынка бетона. Мы заинтересованы в формировании и укреплении здоровой экономической политики на строительном рынке.






ПРИГЛАШАЕМ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ


МЫ СОТРУДНИЧАЕМ



НАШИ ПАРТНЕРЫ







АВТОРИЗАЦИЯ
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?


 

БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОН - СТАТЬИ

Прислать свою статью


20.12.2011

Доклад А.А. Сергеева (ОАО ЦНИИС) в рамках Всероссийской научно-практической конференции «Реализация инфраструктурных проектов как механизм развития регионов России. Опыт и перспективы» в г. Санкт- Петербург

Комментариев: 0 | Количество просмотров: 1786

Автор: Сергеев А.А, канд. техн. наук, заместитель директора филиала ОАО ЦНИИС "НИЦ "Мосты"

История научно-исследовательского центра «Мосты» началась с созданного в 1918 году Института пути, в состав которого входила мостоиспытательная станция.

В 1935 году эта станция стала подразделением ЦНИИСа и была преобразована в лабораторию испытания мостов.

За время существования лаборатории при участии ее сотрудников были построены и приняты в эксплуатацию более 3 тысяч мостовых сооружений БАМа, проведен огромный объем работы по обследованию, испытаниям и научному сопровождению строительства нескольких тысяч мостовых сооружений по всей территории бывшего СССР и стран СНГ, а также в Китае, Вьетнаме, Болгарии, Турции, Монголии, Сирии, на Кубе и др. Только за последние 10 лет лаборатория приняла в эксплуатацию следующие объекты:

- Живописный мост через р. Москву в г. Москве;

- вантовый мост через р. Неву в г. Санкт-Петербурге;

- вантовый мост через р. Обь в районе г. Сургута;

- мост через р. Иртыш в г. Ханты-Мансийске;

- мост через р. Ангару в г. Иркутске;

- двухпролетный вантовый мост через р. Шайтанку в г. Салехарде;

- висячий мост через р. Иртыш в г. Семей (бывший г. Семипалатинск).

Целью обследования и приемочных испытаний является изучение соответствия напряженно-деформированного состояния сооружения расчетным предпосылкам и оценке возможности приемки моста в эксплуатацию под проектными нагрузками.

Какую нагрузку данное сооружение может выдержать? Каковы запасы прочности в нем? Достаточно ли безопасно можно его эксплуатировать? Сколько времени прослужит оно в данных условиях? Каков должен быть режим эксплуатации? Таковы основные вопросы, которые необходимо разрешить при приемке мостового сооружения. Если необходимо выяснить, насколько сооружение надежно, выдержит ли оно данную нагрузку, то, в первую очередь, следует прибегнуть к его расчету. Предварительно следует как можно тщательнее освидетельствовать сооружение – посмотреть, нет ли случайных дефектов (поломок, отдельных погнутостей элементов, ослабления сечений и т.д.), которые необходимо учесть при расчете. Во многих случаях такой учет затруднителен, а иногда и вовсе невозможен, что приводит к тому, что расчет не позволяет выяснить влияние какого-либо искривления или поломки. В этом случае неизбежно придется прибегнуть к испытанию сооружения, которое как самостоятельный прием является весьма ненадежным, но как элемент полного обследования сооружения – полезно и целесообразно.

Полное обследование состоит из трех элементов:

- расчет;

- обследование;

- испытание.

Все они подкрепляют друг друга и, в конце концов, могут дать достаточно отчетливую и ясную картину состояния и условий работы сооружения.

Главным руководящим документом по испытаниям мостовых сооружений и оценке получаемых результатов является действующий СНиП 3.06.07-86 «Мосты и трубы. Правила обследования и испытаний». В настоящее время НИЦ «Мосты» этот документ перерабатывается и в конце 2011 г. - начале 2012 г. выйдет его актуализированная редакция в виде «Свода Правил».

На сегодняшний день на вооружении специализированных мостовых организаций имеются современные расчетные программные комплексы, позволяющие с высокой точностью выполнять расчет на испытательную нагрузку. Обследованию подвергаются все элементы моста, конструкции мостового полотна, пролетных строений, опорных частей и опор. На висячих и вантовых мостах измеряются усилия натяжения канатов и вант. По результатам обследования составляется ведомость дефектов и недоделок, в которой подробно описаны параметры дефектов, с адресами их расположения, а также выдаются рекомендации по их устранению. Если в процессе обследования обнаруживаются дефекты, влияющие на грузоподъемность сооружения, то они устраняются до проведения испытаний. Остальные дефекты устраняются до сдачи сооружения в эксплуатацию.

Учитывая то, что в процессе строительства сооружения ведется технический и авторский надзор за строительством, а также научно-техническое сопровождение, сотрудники НИЦ «Мосты» во время обследования практически всегда фиксируют дефекты конструкций, допущенные во время монтажа, которые могут существенно оказывать влияние на грузоподъемность нового мостового сооружения.

В данной статье приведены некоторые примеры дефектов.

Рис.1 Мостовой переход через р. Обь в районе г. Сургута.


Рис.2 Трещины в угловом сварном шве прикрепления вертикального ребра жесткости к нижнему горизонтальному листу коробчатого балочного неразрезного пролетного строения.

Во время приемочного обследования автодорожного моста через реку Обь в районе г. Сургут (рис.1) были обнаружены трещины в угловом сварном шве прикрепления вертикального ребра жесткости к нижнему горизонтальному листу коробчатого балочного неразрезного пролетного строения (рис.2). Данные дефекты, образовавшиеся при надвижке пролетного строения, были разделаны и заварены до проведения испытаний.

Рис.3 Излом зубьев шеврона катковой опорной части на опоре 8.

На рис.3 представлен излом зубьев шеврона катковой опорной части на опоре 8 того же моста. Зуб был сломан при установке опорной части в проектное положение из-за того, что в шевронное соединение был вложен посторонний элемент – арматурный стержень или болт. Этот дефект не препятствовал проведению испытаний, поэтому был устранен перед сдачей моста в эксплуатацию.

Рис.4 Дополнительные прокладки сверхнормативной толщины.

В процессе монтажа балки жесткости пролетного строения Сургутского моста строителям не удалось правильно состыковать нижний горизонтальный лист и продольные ребра наклонных плит, вследствие чего потребовалась установка дополнительных прокладок сверхнормативной толщины (рис.4). В итоге появился серьезный эксцентриситет по передаче усилий. В процессе испытаний в данном монтажном стыке были установлены тензометры, а расположение нагрузки на мосту было выбрано с максимальным воздействием на этот стык.

Рис.5 Посторонний металлический предмет, приваренный к элементам конструкции.

Еще один дефект – посторонние металлические предметы, приваренные к элементам конструкции (рис.5 нижняя плита главной балки автодорожного путепровода в г. Люберцы Московской области).

Рис.6 Отсутствие углового сварного шва прикрепления роспуска поперечной балки проезжей части пролетного строения

Рис.7 Короткие болты в монтажном стыке нижнего пояса продольной балки проезжей части.

Типичные дефекты, встречающиеся при обследовании почти каждого моста с металлическими пролетными строениями – это отсутствие угловых сварных швов роспусков (рис.6) и короткие высокопрочные болты во фрикционных соединениях, когда над гайкой выступает менее одного витка резьбы (рис. 7). В качестве примера можно привести мостовой переход через р. Иртыш в г. Ханты-Мансийске. Кроме того, довольно распространенные дефекты – это недостаточно затянутые высокопрочные болты или отсутствие отдельных болтов в монтажных стыках.


Рис.8 Мост через р. Сыр-Дарью в Республике Казахстан.

Рис.9 Вертикальные ребра жесткости в опорном сечении смещены относительно опорной части.

На мосту через р.Сырдарью в республике Казахстан (рис.8) было обнаружено, что вертикальные ребра жесткости в опорном сечении главной балки пролетного строения смещены относительно опорной части на 30 см (рис.9).

Рис. 10

На мостовом переходе через р.Мацеста на обходе г. Сочи был выявлен целый ряд дефектов таких как потеря устойчивости полудиафрагмы, погибь стенки полудиафрагмы в нижней части (до 40 мм) и вертикального ребра жесткости (до 16 мм), разрыв углового сварного шва между стенкой полудиафрагмы и нижней плитой (рис.10). Причиной всех этих повреждений является неправильная установка домкратов при опускании пролетного строения на постоянные опорные части.

Отдельно следует сказать об еще одной проблеме, с которой сотрудники НИЦ «Мосты» сталкиваются в последнее время. В качестве примера приведем автодорожный путепровод через Юго-Восточную железную дорогу на км 382+700 автомагистрали М-4 «Дон» (Москва – Воронеж – Ростов-на-Дону), построенный в 2009 году.

Рис.11 Повреждения несущих конструкций пролетного строения.

На данном объекте были отмечены повреждения несущих конструкций ролетного строения, полученные в первую очередь при монтаже, также из-за безграмотного проектирования (рис.11). Сыграла свою роль и неопытность строителей.

При монтаже разрезного пролетного строения расчетной длиной 42,5 м стенки главных балок практически во всех панелях вследствие недостаточной жесткости потеряли устойчивость, причем в отдельных случаях величина выпучивания стенки достигала 36 мм при измерении однометровой рейкой. Кроме того, уже при изучении проектной документации выяснилось, что авторы проекта «забыли» предусмотреть поперечные балки в надопорных сечениях, вследствие чего конструкция пролетного строения в указанных сечениях имеет недостаточную жесткость.

В результате при прохождении автотранспорта по путепроводу ортотропная плита на концевых участках пролетного строения подвергается существенным деформациям в поперечном направлении. При этом конструкции деформационных швов разрушаются, а пролетное строение постоянно испытывает дополнительную динамическую нагрузку, не учитываемую в расчетах. Кроме того, низкая поперечная жесткость пролетного строения над опорами может вызвать потерю устойчивости стенок балок вблизи опорных зон.

Следует также отметить, что принятая в проекте толщина листа ортотропной плиты и вертикальной стенки главных балок (12 мм), не используется в мостостроении уже многие годы, вместо неё применяется лист толщиной 14 мм.

Для устранения выпучивания стенок главных балок был разработан специальный проект усиления, по которому выполнено усиление стенок главных балок дополнительными вертикальными ребрами жесткости из прокатных уголков, что позволило частично устранить первоначальные деформации выпучивания стенок. В ходе усиления также были установлены дополнительные ребра жесткости стенок в надопорных сечениях, где по проекту было предусмотрено всего одно ребро.

Статические испытания путепровода после усиления показали, что напряженно-деформированное состояние пролетного строения под испытательными нагрузками соответствует расчетным предпосылкам. Измерения стрелок «хлопунов» на стенках главных балок во время испытаний показали, что действие испытательной нагрузки не вызвало деформаций выпучивания. Таким образом, было принято решение, что «хлопуны» на стенках балок, даже после исправления превышающие нормируемые величины, можно оставить без дальнейшего исправления. Следует отметить, что полученные конструктивные коэффициенты К (отношение измеренных величин к расчетным) по прогибам и напряжениям во многих случаях оказались равны 1. Это свидетельствует об отсутствии запасов в грузоподъемности конструкции. Таким образом, превышение постоянной расчетной нагрузки на путепроводе в процессе эксплуатации недопустимо. В первую очередь, это касается укладки дополнительных слоев асфальтобетона на проезжей части путепровода, которая может потребоваться в связи с имеющимся провисом пролетного строения.

Появление тех или иных дефектов зачастую связано с сокращением сроков строительства, которое ведется параллельно с проектированием, а при сооружении фундаментов опор – параллельно с изысканиями. В последнее время все чаще при приемке новых мостов отмечаются «хлопуны» на стенках главных балок, как на металлических пролетных строениях, так и на сталежелезобетонных пролетных строениях.

Статические и динамические испытания мостов проводятся в соответствии со СНиП 3.06.07-86 «Мосты и трубы. Правила обследования и испытаний». Предварительно составляется программа испытаний, утвержденная заказчиком и согласованная с проектной организацией. При испытаниях контролируются преимущественно деформации и прогибы в средних сечениях пролетов, а для неразрезных конструкций дополнительно исследуются надопорные сечения. Для висячих и вантовых систем обычно загружаются анкерные пролеты в середине, а русловые - в четвертях и серединах пролетов. Кроме того, висячих и вантовых системах проводятся измерения напряжений в пилонах, также фиксируется горизонтальное отклонение верхней точки пилона.

Для определения напряжений в качестве приборов используются механические и электронные тензометры и тензорезисторы, для измерения прогибов пролетных строений - механические прогибомеры часового типа и электронные прогибомеры (для большепролетных мостов, где ожидаются значительные прогибы - нивелиры и тахеометры). Для уменьшения влияния температуры окружающего воздуха испытания большепролетных мостов обычно проводят в ночное время.

Рис.12 Статические испытания.

На рис.12 представлены статические испытания моста через реку Иртыш в г. Ханты-Мансийске.

Динамические испытания осуществляются для определения фактических динамических характеристик пролетных строений сооружения, таких, как динамический коэффициент, период (частота) собственных колебаний и декремент колебаний.

Рис.13 Динамические испытания.

На том же мосту через р. Иртыш были проведены и динамические испытания (рис.13). Для получения точных динамических характеристик пролетного строения используются компьютеризированные измерительные системы, позволяющие вести записи колебаний конструкций в реальном масштабе времени.

Данные испытания подразумевают проезд одиночного автомобиля беспрепятственно, с прыжком через порожек, с остановкой, и без неё. Порожек устраивается для имитации неровности мостового полотна на проезжей части, а также для возбуждения частоты собственных колебаний. Высота порожка принята из условия, что выбоины на проезжей части моста в основном имеют глубину 4-5 см, то есть на толщину верхнего слоя асфальтобетонного покрытия.

Электронные приборы (тензометры, тензорезисторы и прогибомеры) устанавливаются на наиболее нагруженные балки в середине пролета или в зонах максимальных напряжений, определенных расчетом, это касается арочных, вантовых и висячих мостовых сооружений. Заезды автомобиля производятся по крайней полосе проезжей части, по которой чаще всего двигаются грузовые автомобили.

Рис.14 Результаты динамических испытаний путепровода в г. Елец.

Для расшифровки записанных диаграмм колебаний используются программы спектрального анализа, реализующие преобразование Фурье (рис.14).В завершение следует отметить, что сейчас, в условиях рыночных отношений, качество строительства, осуществляемого, как правило, в сжатые сроки, зачастую оставляет желать лучшего, о чем свидетельствуют участившиеся обращения в НИЦ «Мосты» ОАО ЦНИИС, связанные с возникновением критических ситуаций.

Источник информации: ЦНИИС


Возврат к списку

Для того чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться.
3.151506151823

Реклама на портале


Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Некоммерческое партнерство "Союз Производителей Бетона",2003-2011
Все права защищены. Публикация информации с сайта без активной гиперссылки на www.concrete-union.ru и согласования с руководством запрещена
Адрес электронной почты info@concrete-union.ru
Размещение рекламы на портале НП "Союз Производителей Бетона"