Тема №2: Содержание мостового полотна. Технические параметры мостового полотна. Водоотвод, деформационные швы, тротуары, ограждения. Сопряжение моста с насыпью подходов

Тема №1: Организация службы ремонта и содержания искусственных сооружений на автомобильной дороге. Цели и задачи службы содержания искусственных сооружений. Техническая документация. Общие сведения по техническому осмотру мостов.

Мост – сложное инженерное сооружение, которое должно обеспечивать безопасный пропуск транспорта и пешеходов в максимально долгий (нормативный) период времени.

Срок службы моста – это условный термин.По материалам сооружений срок службы подразделяют на:

1. Металлические мосты – срок службы более 100 лет;

2. Железобетонные мосты – срок службы не менее 70 лет;

3. Каменные мосты – срок службы не менее 100 лет;

4. Деревянные мосты – срок службы 15-20 лет.

Средняя продолжительность срока службы мостов, запроектированных под классы нормативных нагрузок А-11….А-15, принимают согласно расчетным данным Росдорнии, и он составляет:

А-11 – 70 лет

А-12 – 77 лет

А-13 – 84 года

А-14 – 91 год

А-15 – 98 лет

При этом вводятся ограничения по массе пропускаемых транспортных средств (ТС):

А-11: 40т (независимо от длины пролета)

А-12: 47т

А-13: - 54т (если длина пролета до 80 м)

- без ограничений (если длина пролета более 80 м)

А-14: - нет ограничений при длине пролета до 20 м и более 61 м

- 61т при длине пролета 21-60 м

А-15: - нет ограничений при длине пролета до 20 м и более 70 м

 - 61т при длине пролета 21-70 м

Срок службы любых мостовых искусственных сооружений (ИС) определяется следующими понятиями:

1. Физический износмоста – снижение его грузоподъемности ввиду дефектности его конструкций пролетных строений и опор, возможных нарушений в работе материалов, элементов и узлов их соединений.

Рассмотрим на примере расчетной схемы предельного состояния железобетонной балки пролетного строения /ПС/ моста:

 

N_b =R_b * b * x

N_s = R_s * A_s

N_b =N_s=>x =

Несущая способность балки по арматуре:

M_s = R_s * A_s* (h₀ – 0.5 * x)

Несущая способность балки по бетону:

M_b = R_b * b* x * (h₀ – 0.5 * x)

Дефектность материалов происходит по следующим причинам:

1) Нарушение в работе конструкций возможно по следующим вариантам: снижение прочности бетона сжатой зоны за счет ее коррозии вследствие проникновения атмосферных осадков в толщу асфальтобетонного покрытия, нарушения его гидроизоляции, уменьшение R_b, N_b, z_b(z_b= h₀ – 0.5 * x), увеличение «x» вследствие чего падает несущая способность.

2) Оголение и коррозия рабочей арматуры в растянутой зоне. При коррозии арматуры происходит уменьшение её диаметра и в конечном счете снижается расчетная площадь поперечного сечения арматуры. Для выполнения условия прочности по арматуре необходимо её усиление установкой дополнительной растянутой арматуры.

3) Нарушение защитного слоя бетона в середине пролета в зоне максимальных изгибающих моментов снижает жесткость балки за счет уменьшения её высоты, увеличивается ширина раскрытия трещин.

B =E_b * J_red

J_red=  + α_1*A_s (y₀ – a)² + ….

2. Моральный износ моста – несоответствие мостового полотна новым требованиям по интенсивности, скорости, безопасности движения автотранспорта и пешеходов, увеличения веса транспортных средств.

Средняя расчетная скорость движения транспортных потоков по мостам составляет 60 км/ч (федеральные дороги) и 50 км/ч (территориальные дороги). Средняя расчетная скорость движения с учетом пропуска автомобилей с контролируемым движением составляет 54 км/ч (федеральные дороги) и 45 км/ч (территориальные дороги). Скорость движения автомобилей в контролируемом движении равна 30 км/ч.

Степень физического и морального износа моста определяют объемы ремонта, усиления, реконструкции или его замены новым мостом. Сметы на текущий ремонт и содержание не составляют, т.к. нет проектной документации.

Согласно данным Министерства Транспорта РТ в состав работ по ремонту и содержанию мостов и труб входит:

А) Приведение габарита и грузоподъемности сооружения в соответствии с нормативами для данной категории дороги;

Б) Восстановление, частичная или полная замена элементов мостового полотна (покрытия, гидроизоляции, защитного слоя, выравнивающего слоя, тротуаров, ограждений перил, бордюров и дефектов швов).

Согласно новым требованиям норм проектирования при реконструкции и капитальном ремонте мостов необходимо закладывать в проекты обеспечение внутреннего организованного водостока через водоприемники по водосточным подвесным трубам к опорам моста на очистные сооружения;

В) Восстановление, усиление, выравнивание, замена отдельных элементов пролетных строений и опорных частей;

Г) Восстановление кладки тела опор и устоев, откосных и шкафных стенок с заменой при необходимости отдельных элементов;

Д) Восстановление, выравнивание профиля проезда в узле сопряжения с насыпью с восстановлением, перекладкой переходных плит, досыпкой насыпи, устройством дренажа и элементов сопряжения;

 

Е) Восстановление или устройство системы водоотвода на мостовом полотне и в узлах сопряжения с насыпью;

Ж) Восстановление, удлинение водопропускных труб или их замена, замена малых мостов прямоугольными трубами;

Восстановление или устройство смотровых приспособлений и опор.

З) Моральный износ автодорожных мостов наступает через 30 лет его эксплуатации, т.к. за этот период изменяются парк автомобилей и интенсивность движения. Тогда появляется необходимость реконструкции мостов с уширением его габарита.

Физический износ моста определяется материалом конструкции и условиями его эксплуатации, содержания и ремонта. Например, железобетонные мосты при обеспечении требований водоотвода не требуют затрат по их эксплуатации. Металлические и сталежелезобетонные мосты требуют при их содержании постоянную (через 2-3 года) замену или обновление защитного лакокрасочного покрытия.

На территории РТ в настоящее время эксплуатируется около 1100 мостов общей протяженностью 45 км. По материалам пролетных строений их доли составляют: металлические – 65,6% (720 мостов), железобетонные – 32% (350 мостов), деревянные – 2% (23 моста), каменные – 0,3% (4 моста).

По протяженности мостов:

- малые – до 25 м (37% - 400 мостов)

- средние – 25-100 м (59% - более 650 мостов)

- большие – более 100 м (4% - 44 моста).

По техническому состоянию (в РТ):

- аварийные – 5,4%

- неудовлетворительного состояния – 40%

- удовлетворительного состояния – 28%

- хорошего состояния – 26%

 

При организации службы содержания мостов должен по каждому мосту вестись банк данных по всем эксплуатируемым мостам. В этот банк входят следующие документы на год обследования:

- Форма №1. Общие требования – это вся имеющаяся техническая документация (указан титул дороги, пикетаж, наименование препятствия, категория автомобильной дороги, число полос движения, характеристики пересекаемого препятствия, подмостовой габарит,УМВ, УВВ, продольная схема, проектные нагрузки, уклоны);

- Форма №2. Характеристика ПС – береговых и промежуточных. Если длины пролетов равны, то заполняется один бланк – Форма №2, в которой указывается тип ПС, статическая схема работы (например, балочная разрезная или неразрезная система), материал главных балок (железобетон, металл), габариты по ширине, год изготовления балок, нормативные нагрузки, автор проекта и т.д.;

- Форма №3. Характеристика опор моста. В зависимости от количества пролетов и типов промежуточных и береговых опор документ заполняется на каждый тип опор.

- Форма №4. Техническая документация. В полном объеме техническая документация состоит из следующих частей:

1. Проектная документация в полном объеме.

2. Отчеты по обследованию технического состояния конструкций моста с указанием дефектных конструкций. При наличии технических отчетов должна быть указана организация, проводившая обследование с прилагаемыми документами (лицензия) – Свидетельства на право выполнения работ в строительстве, которое влияет на безопасность эксплуатации; квалификационные аттестаты специалистов на право выполнения этих работ.

Должны быть заполнены графы: где находятся эти документы, адрес организации, которая подготовила эту техническую документацию.

- Форма №5. Ведомость дефектов мостового сооружения. При отсутствии дефектов документ не заполняется – на дату заполнения документа обследование не производят или производят, но дефекты, влияющие на несущую способность (грузоподъемность), долговечность и безопасность эксплуатации моста необнаружены. При наличии дефектов в конструкциях моста и его элементов заполняются строки:

А) мостовое полотно;

Б) пролетные строения;

В) опоры;

Г) подмостовое пространство (± 50 м выше и ниже от моста).

- Форма №6. Состояние сооружения. Указывается состояние сооружения как общее, так и отдельное по грузоподъемности (Г1, Г2, Г3), долговечности (Д1, Д2, Д3), безопасности (Б1, Б2, Б3). Имея отдельные уровни состояния по этим критериям общая оценка ставится по наихудшей из трех состояний. Указываются причины снижения несущей способности (грузоподъемности), долговечности и безопасности.

 

Целью экспресс оценки является прогнозирование остаточного ресурса и определение степени критичности текущего состояния моста.

Метод экспресс оценки заключается в определении по данным маркшейдерских измерений характера изменений за время эксплуатации моста деформации и времени нарастаниядеформаций до недопустимой степени для прогнозирования ресурса моста. Иными словами, главный инженер, начальник участка геодезист выезжают на объект (на обследуемый мост) и проверяют прогиб в нагруженном и ненагруженном состояниях. Желательно выполнять обследование технического состояния моста в будний день, когда движение наиболее интенсивное и мост находится в наиболее невыгодном состоянии.

 

Тема №2: Содержание мостового полотна. Технические параметры мостового полотна. Водоотвод, деформационные швы, тротуары, ограждения. Сопряжение моста с насыпью подходов.

Содержание мостового полотна - это комплекс работ и мероприятий, направленных на:

- обеспечение безопасного круглогодичного непрерывного и комфортного движения транспортных средств /ТС/ с установленными расчетными для моста и дороги скоростями и осевыми нагрузками, а также движение пешеходов;

- обеспечение технически исправного состояния сооружений и расчетного срока их службы при минимальных затратах труда и материально-технических ресурсов;

-систематическое улучшение транспортно-эксплуатационного состояния сооружений с учетом роста интенсивности движения и массы ТС на автомобильных дорогах;

- поддержание в надлежащем состоянии внешнего вида сооружений.

 

В состав работ по содержанию мостовых сооружений включаются:

Надзор - состоящий из определенной системы наблюдения с целью своевременного обнаружения повреждений и дефектов, снижающих транспортно-эксплуатационные качества сооружения, или предупреждения возможности возникновения этого явления (включает: надзор, текущие, периодические и специальные осмотры (обследования) и, при необходимости, испытание сооружения);

Уход - комплекс работ, обеспечивающий чистоту элементов и их опрятность, что снижает вероятность скорого зарождения дефектов и обеспечивает эстетические качества сооружения (включает: работы, направленные на поддержание сооружения в чистоте, обеспечение безопасности движения и являются обязательными независимо от типа и состояния сооружения и выполняются регулярно в соответствии с установленной периодичностью);

Профилактика - обеспечивает устранение небольших дефектов на стадии, когда они не являются опасными для сооружения по грузоподъемности, безопасности движения и долговечности и требуют для их устранения минимальных затрат (износ элементов сооружения не превышает 10%);

Планово-предупредительный ремонт (ППР) - обеспечивает устранение дефектов на ранней стадии износа элементов сооружения (до 25%) при относительно малых денежных затратах.

Работы, выходящие за рамки нормативного (обязательного) содержания, и выполняемые при возникновении необходимости в них являются дополнительными (сверхнормативными) работами по содержанию мостового сооружения. Условно, эти работы делятся на профилактические работы и работы ППР.

Работы, отнесенные к профилактике, выполняются в течение всего срока службы сооружения с периодичностью 1-5 лет.

Планово-предупредительный ремонт (ППР), в зависимости от степени износа элементов осуществляют с периодичностью 5-10 лет.