Пролетные строения. 
Проект ремонта автодорожного моста через реку Чапаевка в Самарской области

При осмотре пролётных строений на фасадной стороне одной из балок была обнаружена маркировка: «29.3.76г НК-80 ХОЗЖБК», что свидетельствует о том, что балки были изготовлены на Хотьковском заводе железобетонных конструкций в 1976 году. Состояние пролетных строений оценивалось по прочностным показателям бетона, состоянию арматуры, по степени разрушений бетона, по наличию в нем трещин и сколов, по выщелачиванию бетона и содержанию в нем хлоридов. При обследовании моста были зафиксированы дефекты и повреждения конструкций, снижающие долговечность сооружения. Износ пролетного строения определяется из рассмотрения его как пространственной системы, состоящей из элементов, которые имеют различное состояние, и, следовательно, различный износ. Число элементов, на которое делится пролетное строение, зависит от конструкции. Все они имеют разный срок службы и время эксплуатации до потери работоспособного состояния. У железобетонных ребристых пролетных строений выделяются следующие элементы: плита проезжей части, крайние балки, средние балки, связи (продольные швы омоноличивания), опорные части.

Плита проезжей части, главные балки, швы омоноличивания

Возникновение повреждений в балках пролетных строений, в основном, связано с дефектами и повреждениями в конструкциях мостового полотна, вследствие чего происходит попадание воды на балки пролетных строений. К основным дефектам и повреждениям пролетных строений, выявленным в ходе обследования, относятся:

• — протечки воды и связанное с этим выщелачивание бетона нижних поверхностей продольных швов омоноличивания между балками в зоне деформационных швов и в серединах пролётов, в том числе с образованием сталактитов, фасадных поверхностей ребер и нижних поверхностей плит крайних балок;
• — сколы бетона с оголением рабочей арматуры;
• — поперечные трещины в плите проезжей части, вызванные коррозией арматуры;
• — разрушение бетона защитного слоя с оголением арматуры по торцевым и нижним поверхностям консолей плиты проезжей части;
• — разрушение бетона с оголением арматуры по торцам ребер балок в местах опирания.

Повреждениями, которые могут привести к снижению грузоподъемности сооружения, являются разрушение бетона на торцах ребер балок, в их приопорных зонах, разрушение бетона плиты проезжей части балок с оголением и коррозией арматуры, а также разрушение бетона продольных швов омоноличивания балок. Данные повреждения связаны с разрушением конструкций деформационных швов и повреждением гидроизоляции. Постоянное увлажнение через негерметичные деформационные швы приопорных участков балок приводит к выщелачиванию бетона защитного слоя, морозному разрушению, появлению трещин в плите и ребрах балок. Через трещины вода просачивается до арматуры, вызывая её коррозию. Продукты коррозии разрывают бетон, приводя к его разрушению. В результате разрушения бетона уменьшается площадь ребер балок в приопорных зонах, что при непринятии мер приведет к снижению грузоподъемности сооружения.

Рис. 2.5. Скол ребра балки 1 над опорой 6.

Рис. 2.6. Скол бетона в балке 2 пролётного строения 1 с оголением арматуры.

Рис. 2.7. Разрушение бетона швов омоноличивания, коррозия арматуры плиты Вследствие выхода из строя гидроизоляции и нарушения герметичности деформационных швов происходит выщелачивание бетона плиты проезжей части и приопорных участков балок. Наиболее интенсивно данный процесс протекает в районах деформационных швов и по швам омоноличивания между крайними балками. Вода, проникая через нарушенную гидроизоляцию, попадает на бетон плит балок и далее, по микротрещинам, просачивается до низа плиты, вызывая выщелачивание и разрушение бетона. Выщелачивание связано с растворением цементного камня, что уменьшает прочность бетона. Для определения физико-химических свойств бетона балок были проведены соответствующие работы, которые включали в себя: отбор образцов бетона для лабораторных исследований, экспресс-тестирование, оценку прочностных свойств бетона. Для оценки пассивирующих свойств, которыми должен обладать защитный слой арматуры, в балках пролетных строений определялась глубина карбонизации бетона и степень поражения хлоридами.

Результаты исследования бетона балок 4 и 6 пролетного строения 5 свидетельствуют о достаточной щелочной защите бетона балок, фронт карбонизации на тестируемых участках не достиг рабочей арматуры. Бетон вокруг стали сохранил не только достаточно высокий водородный показатель рН, равный 9.1 — 11.2, но и в допустимых пределах (не более 0.4% от массы цемента) содержание хлоридов, из чего можно сделать вывод об отсутствии у бетона балок условий для развития коррозии арматуры. При обследовании сооружения была проведена оценка прочностных свойств поверхностного слоя бетона балок 1 и 3 пролётного строения 1, а также балок 4 и 6 пролётного строения 5 при помощи склерометра. Балки пролетных строений с армированием по типовому проекту Вып. 56-Д института «Союздорпроект» должны иметь марку бетона М300, что соответствует классу В 22.5.

Определение износа железобетонных пролетных строений

При подсчете износа для каждого элемента пролетного строения выделены детали (участки). Износ определяется в соответствии с таблицами 13 и 14. Кроме того, дополнительно учитывают дефекты, вызванные особенностями различных конструкций. Перечень таких дефектов для железобетонных пролетных строений приведен в таблице 16. Износы принимаются наибольшими из графы «Степень развития повреждения» для каждого вида повреждения и суммируются по всем рассматриваемым видам повреждений. Значения коэффициентов весомости для участков элементов приведены в таблице 17.

Таблица 2.2 — Определение износа плиты проезжей части.

Таблица 2.3 — Определение износа крайних балок (ребер).

Таблица 2.4 — Определение износа средних балок (ребер).

Таблица 2.5 — Определение износа продольных швов омоноличивания.

Результаты обследования свидетельствуют о наличии в балках пролетных строений повреждений и дефектов, которые негативно влияют на долговечность конструкций и в своем развитии могут привести к снижению грузоподъемности сооружения.

Опорные части

Как было отмечено выше, балки опираются на резиновые опорные части (РОЧ). На боковых поверхностях РОЧей имеются выпучивания резины и сетки трещин волосяного раскрытия, местами оголены металлические листы. Процент износа РОЧей по таблице 36 составляет 15%. Данный процент износа меньше допустимого 30%.

За износ пролетного строения по видовому признаку принимают сумму износов элементов, взятых с коэффициентами весомости, отражающих стоимость конструкций. Коэффициенты весомости для железобетонных пролетных строений приведены в таблице 54.

Таблица 2.6 — Итоговая таблица износа элементов пролетных строений.

Расчет износа элементов пролетных строений показал, что в наиболее худшем состоянии находится плита проезжей части (И = 42.7%) и продольные швы омоноличивания (86.0%). Наибольший приведенный износ, с учетом коэффициента весомости, оказался у средних балок (U_пр = 12.1%).

Из расчета следует, что приведенный износ пролетного строения в целом составил 29.84%. Данный процент износа позволяет отнести состояние пролетных строений к категории «Б». Дальнейшая эксплуатация пролётных строений возможна без ограничений, однако при проведении ремонтных работ необходимо выполнить работы по восстановлению внешнего вида конструкций и защите от воздействия агрессивных сред.