Ремонт металлических пролетных строений. 9

При больших объемах работ окраску производят механизированным способом с пневматическим или безвоздушным распылением или в электростатическом поле. На рис. 101 показана схема оборудования для механизированной окраски с пневматическим распылением. Сжатый воздух под давлением 3—4 кгс/см2 от компрессора / по шлангу 2 поступает в воздухоочиститель 3, где он очищается от воды и масла. Далее очищенный воздух подается к распределителю краско-нагнетательного бачка 4. Отсюда одна часть воздуха пропускается через редуктор, где давление понижается до 1,5 кгс/см2, в краско-нагнетательный бачок, а другая по воздухопроводу 2 направляется к пистолету-краскораспылителю 5. Краска из краско-нагнетательного бачка под давлением 1,5 кгс/см2 по шлангу 6 также подается к пистолету-краскораспылителю, которым ее наносят на окрашиваемую поверхность. Для механизированной окраски с пневматическим распылением используют компрессоры производительностью 10 —¦ 30 м3/ч при давлении сжатого воздуха 3 — 4 кгс/см2, краско-нагнетательные бачки емкостью 10 — 25 л и пистолеты-краскораспылители типов КРЮ, КРУ1 и др.

При безвоздушном распылении используют установку УБРХ1М, а при окраске в электростатическом поле — УЭРЦ4 с ручным электро-распылителем.

Пролетные строения со сплошными балками наиболее рационально окрашивать механизированным способом с безвоздушным распылением, а со сквозными фермами — в электростатическом поле.

При малых объемах работ окраску выполняют вручную кистями.

Работы при окраске мостов необходимо выполнять при строгом соблюдении правил техники безопасности.

При производстве работ по очистке и окраске используют смотровые приспособления, специальные подмости, люльки и т. п. Рабочие, занятые окраской по высоте более 2 м, должны быть обеспечены страховочными поясами. Очистку конструкции пескоструйным аппаратом, огневыми способами и с использованием зубил следует выполнять с обязательным применением средств индивидуальной защиты и в спецодежде.

Усиление металлических пролетных строений. 1

Общие сведения. При недостаточной грузоподъемности пролетные строения подвергают усилению или заменяют новыми. Решение об усилении или замене пролетных строений принимают на основании техникоэкономического анализа. Существенное влияние на выбор решения оказывает общее физическое состояние пролетных строений.

В зависимости от типа конструкции, наличия слабых элементов в ней, необходимой степени усиления и местных условий применяют различные способы. Основными приемами усиления металлических пролетных строений являются: увеличение поперечного сечения элементов с одновременным усилением прикрепления (при необходимости); металл усиления размещают симметрично. Этот прием усиления — наиболее распространенный; устройство дополнительных ферм или балок;постановка новых дополнительных элементов пролетных строений; изменение системы ферм или балок — подведение шпренгеля под балку; добавление третьего пояса (арки) к балочным фермам; превращение разрезных балок или ферм в неразрезные; установка дополнительных опор (временных" или постоянных), уменьшающих пролет; превращение стального пролетного строения в сталежелезобетонное устройство железобетонной плиты, включенной в совместную работу.

Опыт применения сварки при усилении в силу указанных обстоятельств пока дает неудовлетворительные результаты, в усиленных элементах в процессе эксплуатации нередко возникают опасные трещины. Вместе с тем новейшие разработки технологии сварки позволяют надеяться на возможность более широкого ее использования при усилении мостов.

Усиление металлических пролетных строений. 2

Усиление пролетных строений производят, как правило, без перерыва движения поездов. Поэтому при проектировании усилений необходимо обращать особое внимание на уменьшение стеснений движения поездов по мосту в процессе его усиления (сокращение «окон», ограничений скоростей движения).

Усиление балок проезжей части. Слабые по сечению продольные балки проезжей части усиливают постановкой горизонтальных листов, прикрепляемых к нижним поясным уголкам высокопрочными болтами и заклепками, а к верхним — заклепками (рис. 103, а). В продольных балках, не имеющих верхних горизонтальных листов, рекомендуется ставить верхний горизонтальный лист на всей длине балки. Если ширина полок верхних поясных уголков продольных балок, не имеющих горизонтальных листов, более чем в 8 раз превышает толщину этих уголков, постановка горизонтального листа при усилении является обязательной, даже в случаях достаточной грузоподъемности. Это вызвано тем, что при недостаточной толщине полок поясных уголков в них вследствие больших местных многократно повторяющихся напряжений, создаваемых в результате нажима мостовых брусьев с изгибом полок, возникают трещины и «выколы».

Усиление металлических пролетных строений. 3

При прикреплении листов усиления заклепками соблюдают следующий порядок работ. На верхний пояс продольной балки, освобождая его от мостовых брусьев, в интервале между поездами укладывают лист с заранее просверленными отверстиями, по которым сверлят соответствующие отверстия в горизонтальных полках уголков. Склепывание ведут, сдвигая поочередно мостовые брусья. Поверхность полок поясных уголков необходимо предварительно тщательно очистить от грязи и ржавчины.

В случае прикрепления листов усиления высокопрочными болтами (к нижнему поясу) перед укладкой листа на место поверхности контакта листа и поясных уголков должны быть очищены особенно тщательно.

Окрашенные поверхности обычно очищают огневым способом с последующей обработкой стальными щетками или пескоструйным аппаратом, строго соблюдая правила техники безопасности.

После очистки поверхности контакта на ней закрепляют лист, сверлят отверстия в полках уголков (по отверстиям в листе), устанавливают высокопрочные болты и затягивают их до расчетного усилия. Затяжку высокопрочных болтов выполняют в два приема: сначала обычным монтажным ключом закручивают гайку до отказа, а затем дотягивают до расчетного усилия при помощи специальных ключей, имеющих измерительное устройство для определения момента закручивания. Затяжку болтов следует вести, начиная от середины балки, постепенно перемещаясь к ее концам. Эту операцию выполняют без перерыва движения поездов.

Усиление металлических пролетных строений. 4

Если продольная балка имеет горизонтальное листы и ее нужно усилить, то постановка дополнительных горизонтальных листов является более сложной операцией, требующей продолжительного интервала между поездами («окна»). С целью сокращения «окна» вместо целого листа допускается применение двух полулистов (рис. 103, б).

При прикреплении листа усиления заклепками соблюдают следующий порядок работы. В полулисте по разметке сверлят отверстия диаметром на 3—6 мм меньше диаметра заклепки. Затем на одной половине (относительно оси продольной балки) верхнего или нижнего пояса удаляют головки вертикальных заклепок, не выбивая тело заклепки. Эту работу выполняют без перерыва движения поездов. В интервале между поездами выбивают старые заклепки и накладывают полулист, рассверливают часть отверстий (около 50%) и прикрепляют полулист «черными» болтами и пробками. После этого вновь восстанавливают пропуск поездов. Затем последовательно вместо пробок и болтов ставят заклепки, предварительно рассверливая недо-сверленные отверстия.

Закончив работы с одним полулистом, в таком же порядке ставят второй. Зазор между полулистами шпаклюют.

Усиление металлических пролетных строений. 5

При прикреплении полулистов высокопрочными болтами в полулисте по размегке сверлят отверстия на полный диаметр. Затем на одной половине балки в промежуток между поездами удаляют головки заклепок, выбивают тела заклепок, очищают поверхность контакта с полулистом, укладывают предварительно очищенный полулист и ставят высокопрочные болты. После затяжки болтов обычными монтажными ключами можно разрешить пропуск поездов, обеспечив в дальнейшем дотяжку болтов до расчетного усилия.

Другой вариант усиления продольных балок, полностью исключающий «окна», заключается в постановке двух дополнительных уголков у каждого пояса (рис. 103, в). Выполнению этой операции обычно мешают уголки жесткости, которые поэтому приходится заменять новыми соответствующей высоты. Существенным недостатком этого варианта является малая эффективность использования металла усиления.

К наиболее эффективным способам усиления продольных балок, имеющих низкий класс по нормальным напряжениям, относится установка предварительно напряженных элементов в уровне нижних поясов.

Продольные балки старых мостов часто нуждаются в усилении по прикреплению их к поперечным. Замена существующих заклепок в прикрепляющих уголках на заклепки большего диаметра или на высокопрочные болты — один из распространенных вариантов такого усиления. Однако указанным способом удается лишь незначительно усилить прикрепления продольных балок к поперечным.

Усиление металлических пролетных строений. 6

Для существенного повышения несущей способности таких прикреплений увеличивают число прикрепляющих заклепок или высокопрочных болтов, что достигается установкой на уголки прикрепления накладок, позволяющих разместить дополнительные заклепки или высокопрочные болты (рис. 104, а). Между накладкой и стенкой продольной балки ставят прокладки. При таком усилении старые заклепки прикрепления должны быть заменены.

На рис. 104, б показан вариант усиления прикрепления продольных балок с установкой дополнительных заклепок или высокопрочных болтов на приваренные накладки. При этом варианте усиления сначала к полкам уголков приваривают накладки, не допуская их приварки к стенкам балок, а затем ставят заклепки или высокопрочные болты.

Серьезным недостатком прикрепления продольных балок к поперечным в старых мостах является отсутствие «рыбок», что приводит к размалко-выванию уголков прикрепления, к трещинам в них и отрыву головок верхних и нижних заклепок прикрепления этих уголков к поперечной балке. На рис. 105 показан один из способов усиления прикрепления продольных балок к поперечным при помощи стержней, устраняющий указанный конструктивный недостаток.

Усиление металлических пролетных строений. 7

При этом способе усиления два стержня круглого сечения выполняют роль «рыбок». Для пропуска стержней через стенку поперечной балки в ней просверливают отверстия соответствующего диаметра. Концы стержней приваривают к накладкам, прикрепленным к поясным уголкам продольных балок высокопрочными болтами. Накладки и стержни изготовляют из стали, удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к сталям для сварных мостов. Для снижения концентрации напряжений переходы от стержней к накладкам делают плавного очертания.

В некоторых случаях конструкция прикрепления продольных балок к поперечным позволяет сделать щелевидные вырезы в стенке поперечной балки и установить через эти вырезы плоские «рыбки».

Сплошные поперечные балки усилят по сечению установкой дополнительных горизонтальных листов или уголков. Значительное повышение грузоподъемности поперечных балок может быть достигнуто устройством нижних шпренгелей, если подмостовой габарит это позволяет. Предварительное напряжение элементов шпренгеля повышает эффект усиления.

При усилении балок проезжей части может потребоваться постановка дополнительных уголков жесткости. Иногда при усилении проезжей части приходится устанавливать связи между продольными балками.

Усиление металлических пролетных строений. 8

Усиления по шагу поясных заклепок при действующих нормах допускаемых напряжений на смятие и срез заклепок обычно не требуется. При необходимости же такого усиления можно наложить на уголки накладки с прикреплением их высокопрочными болтами или заклепками через прокладки к стенке продольной балки.

Одновременно с усилением ремонтируют поврежденные элементы балок: заменяют поврежденные элементы или их части, перекрывают поврежденные места накладками и т. п.

На рис. 106, б в качестве примера представлены конструкции узлов шпренгеля по схеме усиления, показанной на рис. 106, а. Прикрепление элементов выполнено на высокопрочных болтах. Предварительное напряжение осуществляют следующими образом. После прикрепления всех элементов шпренгеля, за исключением горизонтальных уголков, к одному из узлов (например, к узлу II), при помощи полиспаста и лебедки стягивают узлы и расчетным усилием. В стянутом состоянии ставят и затягивают высокопрочные болты прикрепления горизонтальных уголков1. После прикрепления всех элементов шпренгеля (кроме стоек) к узлам и в стойках домкратами создают расчетное усилие и в этом состоянии их закрепляют в узлах II и III высокопрочными болтами.

Усиление металлических пролетных строений. 9

Значительного повышения грузоподъемности пролетных строений с ездой поверху достигают устройством по верхним поясам главных балок железобетонной плиты, включаемой в совместную работу. В результате такого усиления пролетное строение превращают в сталежелезобетонную конструкцию. Одновременно создают более совершенную конструкцию мостового полотна с ездой на балласте или с непосредственным прикреплением рельсов к железобетонной плите.

Железобетонная плита, используемая для усиления, может быть монолитной, выполненной в стороне с временной заменой усиляемого пролетного строения, или сборной, монтируемой на месте из заранее заготовленных элементов.

Для обеспечения совместной работы железобетонную плиту с верхними поясами балок соединяют посредством жестких упоров, прикрепляемых к балкам и омоноличиваемых в плите (рис. 107, а) или высокопрочными болтами (рис. 107, б).

Для выравнивания поверхности верхних поясов балки при укладке железобетонных плит применяют цементный или клее-песчаный раствор на основе эпоксидной смолы.

Соединение плиты с поясами балок возможно также с применением специальных закладных частей — опор столиков (рис. 107, в), заделываемых в бетоне плиты. В таких случаях плиту через закладные части крепят к балке высокопрочными болтами.

Усиление металлических пролетных строений. 10

Последний способ усиления пролетных строений включением плиты в работу балок по предложению НИИЖТа (Б. П. Марков) успешно реализован в 1964 г. на Западно-Сибирской дороге.

При усилении пролетных строений железобетонными плитами на месте требуются длительные «окна». Для их сокращения усиление можно выполнять в стороне, сняв усиляемое пролетное строение с опор и поставив вместо него на время усиления запасное. Эффективность этого способа повышается при наличии на участке группы однотипных пролетных строений, требующих усиления.

Если отверстие моста перекрыто несколькими разрезными пролетными строениями, то для усиления моста может оказаться целесообразным объединение их в неразрезные.

При усилении клепаных балок со сплошной стенкой в некоторых случаях требуется повысить прочность стыков. Для этого установленные в стыках заклепки заменяют заклепками большого диаметра (рассверлив предварительно отверстия до нужного размера) или переходят на высокопрочные болты. Рассверловку отверстий и замену заклепок производят постепенно, одновременно снимая не более 10%. Если этого недостаточно и требуется, кроме того, увеличение площадей накладок, то последние заменяют новыми, более мощными или оставляют на месте, но ставят дополнительные накладки.

Усиление металлических пролетных строений. 11

Одновременно с усилением ремонтируют поврежденные коррозией, трещинами и вмятинами элементы балок — заменяют их полностью или частями на новые или же перекрывают поврежденные участки накладками.

Усиление сквозных главных ферм. При усилении сквозных главных ферм применяют: увеличение сечений элементов, изменение системы ферм и искусственное регулирование усилий в элементах ферм с применением предварительного напряжения. В последнем случае может быть достигнута наибольшая эффективность усиления главных ферм в целом.

Схемы и методы усиления выбирают на основании анализа состояния конструкции, ее деформативности и грузоподъемности отдельных элементов.

Некоторые способы усиления сквозных главных ферм с изменением их статической схемы представлены на рис. 108.

Для усиления поясов главных ферм используют предварительно напряженные затяжки из высокопрочной стали (рис. 108, а, б). Затяжки целесообразно делать из стержней круглого сечения. В этом случае предварительное напряжение создают при помощи гаек, навинчиваемых на концы стержней затяжек, с передачей усилия на упоры. Натяжение контролируют по моменту закручивания гаек.

Устройство шпренгелей (рис. 108, в, д) и третьего пояса (рис. 108, г) позволяет разгрузить элементы главных ферм пояса и повысить вертикальную жесткость. При этом способе для повышения общей эффективности усиления одновременно с изменением системы главных ферм целесообразно применять предварительное напряжение. Следует отметить, что постановка третьего пояса по схеме, показанной на рис. 108, г, почти не разгружает раскосы ферм в ее средней части, а поэтому иногда прибегают к усилению этих раскосов путем увеличения их сечений.

Усиление металлических пролетных строений. 12

При определенных условиях с целью усиления целесообразно разрезные пролетные строения объединять в неразрезные (рис. 108, ё) или ставить дополнительную опору (рис. 108, ж). Регулирование усилий может быть осуществлено поддомкрачиванием опорных узлов.

Изменение системы главных ферм почти всегда сопровождается усилением отдельных элементов ферм и их прикреплений.

Наиболее распространенный способ усиления главных ферм — увеличение площадей сечения отдельных элементов прикреплений.

Увеличения площадей сечения элементов достигают добавлением нового металла, соединяя его со старым как заклепками, так и высокопрочными болтами. При проектировании усиления надо стремиться к тому, чтобы не создавать дополнительных эксцентриситетов ни в сечениях, ни в прикреплениях, если это не связано с преднамеренным регулированием напряжений. При этом желательно обеспечить минимальную расклепку усиляемых элементов.

Усиление поясов главных ферм таврового или коробчатого сечения добавлением новых горизонтальных листов полной ширины вызывает сплошную переклепку горизонтальных пакетов. Во избежание этого новый металл следует добавлять отдельными узкими полосами (рис. 109, а) подобно тому, как это делают при усилении балок со сплошной стенкой. При этом желательно, чтобы полосы прикрепляли двумя рядами заклепок или высокопрочных болтов. При неизбежности размещения заклепок (болтов) в один ряд предпочтительно применять узкие, но более толстые полосы.

Усиление металлических пролетных строений. 13

Длину полосы следует принимать такой, чтобы ее можно было поставить и взять на болты и пробки в промежутке между поездами. Головки старых заклепок на усиляемом участке необходимо предварительно удалить, оставив их стержни в отверстиях. Стыки полос надлежит перекрывать накладками. Вместо полос можно использовать уголки.

Добавление вертикальных листов для усиления поясов обычно сопряжено с трудностями конструирования и выполнения работ, поскольку вызывает необходимость переклепки прикреплений элементов в узлах ферм. Для уменьшения работ по расклепке вертикальные листы усиления следует располагать вплотную к поясным уголкам на той стороне старых вертикальных листов, к которой не прикреплены раскосы или фасонки (см. рис. 109, а).

В сжатых элементах при свободных свесах листов (пакетов) более 12 толщин листа (пакета) ставят окаймляющие уголки. Если удается их перекрыть в узлах ферм, то уголки вводят в расчетную площадь поперечного сечения пояса (FH), в противном же случае их учитывают лишь при проверке на устойчивость фермы (ср, F6v).

Способы увеличения площади поперечного сечения раскосов и стоек весьма разнообразны и определяются типом усиливаемых элементов. Отдельные примеры усиления приведены на рис. 109, б.

Усиление металлических пролетных строений. 14

Усиление элементов главных ферм осуществляют как с разгрузкой, так и без разгрузки от действия постоянной нагрузки. В первом случае достигается более эффективное использование добавляемого металла, который будет воспринимать и усилия от постоянной нагрузки. Упрощается также производство работ по прикреплению добавляемого металла. Однако для разгрузки усиляемых элементов требуется сооружение дополнительных временных опор, на которые устанавливают домкраты для разгрузки отдельных элементов, или устройство специальных разгрузочных приспособлений для каждого усиляемого элемента. Для создания усилий в натяжных разгрузочных приспособлениях необходимы домкраты, полиспасты, тяжи с гайками и пучки из высокопрочной проволоки. Устройство разгрузочных приспособлений связано, как правило, со значительными затратами и является достаточно сложным. Поэтому в большинстве случаев элементы главных ферм усиляют без освобождения от действия постоянной нагрузки.

Следует отметить, что при усилении элемента, разгруженного от постоянной нагрузки, полное использование несущей способности нового металла достигается при жестком соединении его со старым металлом и одинаковых их характеристиках.

Усиление металлических пролетных строений. 15

Добавляемый при усилении металл должен быть надежно перекрыт в стыках и прикреплен к узлам. Для повышения жесткости рекомендуется прикрепления осуществлять на высокопрочных болтах с одновременным, если это требуется по расчету, усилением прикреплений старого металла.

С целью сокращения продолжительности «окон» следует стремиться к уменьшению объемов работ по одновременной расклепке прикреплений. Этого можно достичь применением расчлененных накладок (рис. ПО, а) или уголковых коротышей (рис. ПО, б). В последнем случае удается полностью избежать расклепки прикреплений.

Для повышения эффективности применения высокопрочных сталей при усилении элементов необходимо использовать предварительное, напряжение с регулированием усилий между новым и старым металлом. При усилении элементов, работающих на растяжение или на знакопеременные усилия с преимущественным растяжением, применяют предварительно напряженные затяжки из высокопрочной стали круглого сечения, натяжение которых осуществляют при помощи гаек, завинчиваемых на их концах. С этой же целью могут быть использованы также тросы и пучки из высокопрочной проволоки с надежной защитой от коррозии.

Усиление металлических пролетных строений. 16

Затяжки в сечении усиляемого элемента располагают так, чтобы усилие предварительного напряжения проходило через центр тяжести сечения (рис. 111). Для уменьшения гибкости и возможных колебаний затяжки в отдельных точках прикрепляют к основным элементам. Иногда связи между усиливаемым элементом и затяжками устанавливают для предотвращения потери устойчивости элемента при его обжатии усилиями предварительного напряжения. Необходимость и расположение этих связей определяют расчетом. Предварительное напряжение можно использовать и при усилении сжатых элементов, создавая в них усилие растяжения.

Усилие с предварительно напряженных затяжек передается на специальные упоры, располагаемые обычно за узлом, к которому прикреплен усиляемый элемент. Конструкция закрепления затяжек при усилении раскосов показана на рис. 112, о, а поясов главных ферм—на рис. 112, б. Упоры прикрепляют высокопрочными болтами.

Для того чтобы ослабление стержня резьбой не распространилось на всю длину затяжки, устраивают так называемые компенсаторы — утолщения участков стержня с резьбой (рис. 112, в). Компенсаторы создают либо высадкой концевых участков стержней кузнечным способом, либо приваркой контактным способом стержней большего диаметра. Для обеспечения надежной работы затяжек сварка должна быть высокого качества. Особенно опасны не провары — не сплавления в соединении, вызывающие высокую концентрацию напряжений, которая приводит к разрушению стержня при низких нагрузках.

Усиление металлических пролетных строений. 17

Монтажные соединения затяжек удобно выполнять с применением соединительных муфт (рис. 112, г).

Усиление элементов ферм предварительно напряженными затяжками почти полностью исключает расклепку узловых прикреплений, что позволяет выполнять работы без перерыва движения поездов.

Кроме увеличения площади поперечного сечения элементов ферм и усиления их прикреплений и стыков, может оказаться необходимым усиление или постановка соединительной решетки, соединительных планок и диафрагм между ветвями элементов. В частности, если элемент состоит из двух отдельных листов или отдельных пакетов, их надо соединить планками, прикрепив к ветвям высокопрочными болтами или заклепками короткие уголки, а к ним планки. Это полезно сделать и в двухстенчатых поясах. Соединительную решетку можно усилить постановкой уголковых распорок, превращением треугольной решетки в крестовую, а также заменой плоских элементов уголковыми.

При оценке долговечности следует также выявлять степень агрессивности внешней среды, которая может вызывать коррозию бетона и арматуры. В отличие от дефектов, выявляемых визуально практически сразу, действие агрессивной среды в начальной стадии обнаружить гораздо сложнее. Поэтому конструкции, предназначаемые к эксплуатации в среде, являющейся агрессивной по отношению к бетону и арматуре, требуют заблаговременной специальной защиты.

Усиление металлических пролетных строений. 18

Существующие способы ремонта железобетонных пролетных строений можно разделить на два вида: 1) направленные на обеспечение долговечности конструкций и 2) восстанавливающие грузоподъемность. В соответствии с указанными способами ремонта применяют и свои методы ведения работ, оборудование и материалы.

Ранее в обычных случаях ремонта для заделки дефектов железобетонных пролетных строений применяли цементные, цементно-песчаные растворы и бетоны на мелком щебне. Трещины в зависимости от величины раскрытия, мелкие сколы и раковины затирали цементным или цементно-песчаным раствором, а значительные сколы, вывалы защитного слоя восстанавливали с применением цементно-песчаных растворов или бетонов. От влияния усадки и недостаточного сцепления со старым бетоном восстановленные таким способом участки конструкций оказывались часто недолговечными.

В последующем для герметизации мелких трещин стали применять покрытие бетонных поверхностей битумным лаком, а крупные трещины перед затиркой цементным раствором разделывать на глубину до нескольких миллиметров. Разделка трещин перед затиркой цементным раствором в известной мере повысила эффективность герметизации, однако не настолько, чтобы исключить повторные ремонты.

Усиление металлических пролетных строений. 19

В последние годы в ряде научно-исследовательских организаций проводятся исследования, связанные с созданием новых способов заделки трещин, а для работников служб пути разработаны (ЦНИИ МПС) Указания по защите от коррозии и заделке повреждений бетонных и железобетонных конструкций мостов в первой редакции в 1963 г. и во второй, действующей в настоящее время, в 1966 г.

Основные положения этого указания сводятся к следующему. Прежде чем приступить к ремонту участков пролетных строений с видимыми дефектами (трещины, отслоения, сколы и т. п.), необходимо тщательно освидетельствовать работу водоотводных устройств (гидроизоляция, трубки, желоба, сливы, перекрытие деформационных швов и т. п.) и привести их в состояние, исключающее проникание воды в тело конструкции. Без этого только ремонт дефектов не эффективен.

Выбор способа ремонта (технология, материал) зависит от характера дефектов, которые по влиянию на конструкцию могут быть разделены на три группы: не снижающие прочности и долговечности конструкции (мелкие поверхностные раковины, трещины раскрытием не свыше 0,2 мм, сколы бетона без оголения арматуры и т. п.); снижающие долговечность конструкции (трещины раскрытием более 0,2 мм, раковины и сколы с оголением арматуры, поверхностная и глубинная коррозия бетона и т. д.); снижающие несущую способность конструкции (наклонные трещины в стенках балок, горизонтальные трещины в сопряжении плиты и стенки пролетных строений, раковины и пустоты в бетоне и др.).

Усиление металлических пролетных строений. 20

Дефекты первой группы не требуют принятия мер срочного характера, однако в профилактических целях их следует устранять при текущем содержании.

При дефектах второй группы ремонтом надлежит предусматривать обеспечение долговечности сооружения, а поэтому применяемые при этом материалы должны иметь высококачественные защитные характеристики.

При дефектах третьей группы ремонт производят с целью восстановления несущей способности конструкции, и к применяемым при этом материалам и технологии предъявляются требования обеспечения прочностной заделки.

В упомянутом указании рецептура материалов и технология производства ремонтных работ ориентированы на устранение дефектов первой и главным образом второй группы.

Рекомендуемые для этих целей материалы подразделяют на две группы. К первой группе относят составы, которые после схватывания с бетоном образуют жесткие покрытия, по своим свойствам близкие к цементному камню. Эти составы применяют для устранения дефектов на участках конструкций с небольшими деформациями, в том числе трещин, меняющих раскрытие от действия временной нагрузки и температуры не свыше 0,1 мм, а также некоторых трещин в предварительно напряженных пролетных строениях вдоль стержневой арматуры и большинства усадочных.

Усиление металлических пролетных строений. 21

Вторую группу составляют резиноподобные эластичные составы, не разрушающиеся при значительных деформациях. Эти составы (эластичные герметики) используют в том числе инъектированием, для герметизации трещин, изменяющих раскрытие от действия временной нагрузки и температуры более 0,15 мм. Такие трещины могут быть в стыках элементов сборных конструкций, поперечные в растянутой зоне балок, вблизи опорных частей и т. д.

Из жестких составов применяют цементные растворы и бетоны с полимерными добавками, а также составы на основе некоторых видов синтетических смол, например эпоксидных. К эластичным покрытиям относят покрытия типа «герметик», образуемые на основе синтетического каучука (жидкий тиокол), найритовые и каучуко-битумные композиции.

Для защиты пролетных строений от коррозии в агрессивной атмосфере используют покрытия на основе эпоксидной, перхлорвиниловой смол и кремнийорганических лаков.

Для сплошной окраски конструкций с целью придания им декоративного внешнего вида рекомендуется использовать полимерцементные краски, состоящие из цемента, водной поливинилацетатной эмульсии или синтетического латекса (СКС30, СКС50, СКС65) и воды.

Подготовка дефектных участков конструкции к ремонту. Участки бетонной поверхности конструкции, на которую предстоит нанести покрытие, прежде всего расчищают до плотного бетона, при этом острые выступы снимают механическим способом (зубилом, молотком, стальными щетками, скребками). Особенно тщательно обрабатывают участки с отслоениями бетона, шелушением и в зонах коррозии арматуры. Для механической обработки бетонных поверхностей рекомендуется применять гидропескоструйную очистку. После механической обработки поверхности желательно продувать сжатым воздухом.

Усиление металлических пролетных строений. 22

Загрязненную маслами, асфальтом, цементным полоком и др. поверхность бетона подвергают химической обработке 10процентным раствором каустической соды, бензином, ацетоном и другими растворителями. После применения каустической соды поверхность следует тщательно промыть водой, желательно под напором.

Трещины с большим раскрытием, подлежащие заделке, предварительно разделывают на клин под углом 45—60° или в виде прямоугольника на глубину до 30 мм (рис. 114). В последнем случае обеспечивается более высокое качество ремонта.

На участках конструкции с большими отколами бетона и обнажениями арматуры устанавливают арматурные сетки с прикреплением их к основной арматуре. Размеры ячеек сеток и диаметр стержней (проволоки) выбирают исходя из величины поврежденного участка. Обнаженную арматуру, особенно если она поражена коррозией, очищают до чистого металла металлическими щетками или пескоструйным способом.

Перед нанесением полимерцементных составов поверхность бетона увлажняют, чтобы уменьшить отсос воды из покрытия в тело конструкции. Если участки конструкции ремонтируют с применением синтетических смол, то перед их нанесением бетон тщательно просушивают, а во время нанесения покрытия принимают меры, исключающие попадание воды на ремонтируемые участки.

Усиление металлических пролетных строений. 23

С целью более экономного расхода покрытий рекомендуется неровные ремонтируемые участки предварительно шпаклевать. Это в первую очередь относится к покрытиям на основе синтетических смол, как относительно более дорогим. Подготовку ремонтируемых поверхностей в случае предварительного нанесения шпаклевки выполняют, как указано ранее.

Трещины и пустоты в бетоне, в которые предусмотрено инъектирование составов, предварительно продувают сжатым воздухом и промывают водой. Для инъектирования растворов в глубь конструкции применяют специальные инъекционные трубки (трубчатые инъекторы), прижимные инъекторы (губки).

Количество трубок и расстояние между ними назначают в зависимости от характера трещины (длина, раскрытие), но в любом случае их располагают не далее 50 см одна от другой. Для контроля заполнения трещин при возможности трубки устанавливают с внутренней и наружной сторон конструкции (при сквозных трещинах). Конструкция трубок может быть различной в зависимости от характера дефекта, режима нагнетания и т. п. Не исключается и применение трубок из эластичных материалов (резиновые, хлорвиниловые и др.). Трубки вставляют в рассверленные в бетоне (по трещине) отверстия (лунки) и герметизируют, например, эпоксидным составом. Конструкция прижимной губки представлена на рис. 115, простейшего трубчатого инъектора —на рис. 116.

Усиление металлических пролетных строений. 24

Участки трещины между трубками, прижимными инъекторами должны быть загерметизированы, например, промазкой эпоксидным клеем, наклейкой лент из стекло или хлопчатобумажной ткани и т. п. Возможны и другие способы поверхностной герметизации трещин, но в каждом случае они должны обеспечивать хорошее глубинное проникание составов в трещину.

Покрытия на основе синтетических смол. Трещины, изменяющие ширину раскрытия от действия временной нагрузки и температуры более чем на 0,15 мм, рекомендуется заделывать эластичными герметиками, которые наносят на разделанные трещины или нагнетают вглубь через прижимные или трубчатые инъекторы.

Эластичные герметики образуют на основе жидких тиоколов (полисульфидиый каучук) с введением вулканизатора, ускорителя твердения и пластификатора.

На поверхность конструкции эластичный герметик наносят кистью, шпателем, а нагнетают в глубь трещин при помощи ручных и пневматических шприцев.

Тиоколовые герметики вулканизируются при положительной температуре. Они обладают хорошей адгезией к бетону.

Покрытия на основе эпоксидных смол пока еще имеют высокую стоимость и дефициты, а поэтому их применяют для защиты мостовых конструкций, в первую очередь пролетных строений, эксплуатируемых в условиях повышенной агрессивности атмосферы (в приморских районах, при систематическом воздействии дымовых газов), а также в районах с суровым климатом при высокой влажности воздуха.

Усиление металлических пролетных строений. 25

Покрытия эпоксидными составами образуют из одного слоя грунтовки и двух покрывных слоев, составы для которых приведены в табл. 5.

С целью улучшения защитных. свойств покрывных слоев в их состав вводят порошкообразные наполнители — окись титана, железный сурик, цемент, диабазовую и известняковую муку в количестве 1:1 от веса эпоксидной смолы.

Защитное покрытие шпаклевкой ЭП0010 наносят в два слоя. Перед употреблением шпаклевку (поставляется в готовом виде) разбавляют растворителями Р40, № 646 и др. до вязкости 70 — 120 с для нанесения кистью и 20 — 40 с для нанесения распылителем. В шпаклевку также следует ввести отвердитель (50процентный раствор гексаметилендиамина в этиловом спирте) в количестве 8,5 в. ч. на 100 в. ч. шпаклевки.

Покрытия на основе эпоксидных смол наносят вручную (кистью) и с применением краскораспылителей. Эпоксидные составы следует приготовлять не раньше 1 — 2 ч до употребления, а в процессе работы периодически перемешивать.

Достаточно стойкие покрытия (если нет в наличии материалов эпоксидных составов) могут быть выполнены с применением так называемых «грунтов» (ХС010, ХС04, ФЛ013 и др.), а также эмалей и лаков (ХС, ХВ, ХСЛ, ВХЛ). При этом рекомендуется покрытие наносить не менее чем из одного слоя «грунта», двух слоев эмали и одного слоя лака.

Усиление металлических пролетных строений. 26

Для конструкций, эксплуатируемых в умеренных агрессивных условиях, применяют и такие синтетические материалы, как перхлорвиниловые эмали (ПХВ), сравнительно недорогие и недефицитные. Покрытие с применением пер хлорвиниловых красок образуют из нескольких слоев: слой «грунта» ХС010 или лака ХСЛ*, слой грунта или лака с добавлением цемента (1:1), один-три слоя эмали ПХВ или ХСЭ. Для эмалей ПХВ применяют растворитель Р4. Введение цемента в лак или «грунт» придает им жесткость и прочность. Слои, образующие покрытие, наносят кистью, краскораспылителями, валиками и т. п. Срок сушки каждого слоя покрытия составляет 0,5 — 1ч.

Бетонные поверхности пролетных строений, эксплуатируемых в обычных условиях (неагрессивных), защищают как в профилактических целях, так и для придания декоративного вида. Такую защиту выполняют нанесением покрытий из перхлорвиниловых эмалей или силикатных красок. Силикатная краска представляет смесь жидкого калийного стекла, пигмента и наполнителя, растворенных водой. Перед употреблением краску просеивают через сито с отверстиями диаметром 0,3 мм и разбавляют водой до вязкости по вискозиметру ВЗ4 20 — 22 с.

Усиление металлических пролетных строений. 27

Для восстановления несущей способности сечений элементов железобетонных пролетных строений, пониженной из-за внутренних раковин и образования трещин, применяют прочностную заделку дефектов. Прочностная заделка заключается в нагнетании в раковину или трещину специальных составов, создающих после отвердения качественное сцепление с бетоном и прочное заполнение, восстанавливающие утраченную несущую способность. В качестве материалов для прочностной заделки трещин рекомендуются составы на основе эпоксидных смол, которые не подвержены усадке, и кроме того, обладают хорошей адгезией к бетону и проникающей способностью. Продолжительность полимеризации составов на эпоксидной смоле составляет около суток.

Для обеспечения качественной заделки дефектов во время полимеризации составов (в течение суток) нужно избегать воздействий на конструкцию, которые могут привести к нарушению сцепления и целостности материала заделки. В связи с этим при ремонте эксплуатируемых пролетных строений может потребоваться перерыв в движении поездов или в крайних случаях уменьшение скорости до 5 км/ч.

Составы для прочностной заделки дефектов, основанные на эпоксидной смоле ЭД5 и рекомендуемые к применению при температуре окружающего воздуха от 10 до 25° С, приведены в табл. 6.

Усиление металлических пролетных строений. 28

Эпоксидные составы в трещины и пустоты инъектируют при помощи ручных и пневматических шприцев, а также насосов с резиновой емкостью, в которую заливают нагнетаемый состав. В таких установках резиновую емкость (оболочку) помещают в сосуд высокого давления, заполненный водой и присоединенный к ручному насосу. При работе насоса вода выжимает эпоксидный состав из оболочки и подает его по шлангам в инъекторы. Обычные насосы для нагнетания эпоксидных составов мало пригодны, поскольку такой состав быстро загрязняет механизмы насоса и выводит их из работы. В качестве инъекторов можно применять прижимные губки, а также трубки из эластичных материалов и стальные, заделываемые в отверстия (лунки) в зоне дефекта.

При работе с эпоксидными составами следует иметь в виду, что полиэтилен-полиамин, применяемый в качестве отвердителя, ядовит и требует особой осторожности при обращении с ним.

Более подробные рекомендации по защитным и герметизирующим покрытиям и составам, а также технологии работ и вопросам техники безопасности можно найти в названных выше указаниях.

Ремонт гидроизоляции и водоотводных устройств. Долговечность железобетонных пролетных строений в большой степени зависит от состояния гидроизоляции и качества работы водоотводных устройств. Так, опыт эксплуатации железобетонных мостов, построенных в нашей стране после 1907 г., показал, что некоторые из них пришли в неудовлетворительное состояние в основном из-за несовершенной конструкции изоляции балластного корыта и водоотводных устройств. В этих мостах интенсивно развилась коррозия бетона и арматуры пролетных строений от воды, проникающей из балластного корыта внутрь конструкций. Эти пролетные строения по своему состоянию требуют неотложного капитального ремонта, а в некоторых случаях и замены.

Усиление металлических пролетных строений. 29

Потребность в ремонте изоляции в эксплуатируемых мостах вызывается следующими обстоятельствами: необходимостью устранения дефектов, допущенных при строительстве и в связи с расстройством изоляционного покрытия в процессе эксплуатации, от старения материалов изоляции, в результате механических воздействий и т. п.

При ремонте и замене гидроизоляции балластного корыта устраивают новый сплошной слой оклеечной изоляции из тонколистовых пластиков на специальном клее или из четырех-пяти слоев битумной мастики толщиной 2 — 3 мм, армированных битуминизированной антисептической тканью (битантит), гидроизолом и т. п. Изоляционное покрытие независимо от применяемых для него материалов должно быть прочным, эластичным и морозостойким.

Перед наклейкой изоляционного ковра следует исправить подготовительный слой, а если его не было или он разрушен, то уложить вновь, применяя для этого бетон на мелком (до 25 мм) щебне или цементно-песчаный раствор состава 1:3 = 1:4, придав ему уклоны к водоотводным трубкам не менее 0,03.

На старых железобетонных пролетных строениях водоотводные трубки либо не устраивали, либо они имели недостаточный диаметр (1,5 — 2 дюйма). При ремонте таких пролетных строений желательно установить новые водоотводные трубки по существующим нормам. В отдельных случаях, когда нет чугунных трубок, в виде исключения можно применять асбоцементные, а также стальные, в том числе сваренные из листовой стали толщиной не менее 4 мм. Все части водоотводных трубок до установки на место должны быть покрыты битумным лаком.

Усиление металлических пролетных строений. 30

Перед укладкой изоляции поверхность подготовительного слоя необходимо тщательно просушить и про грунтовать битумным лаком (25—¦ 35% битума марки БН1НУ, растворенного в 75 — 65% по весу бензине, керосине, лигроине). Укладку изоляции следует производить через 2 — 3 ч после нанесения грунтовки. Технология укладки изоляционного ковра и по нему защитного слоя такая же, как и при строительстве новых мостов.

Замену и ремонт гидроизоляции балластного корыта в пролетных строениях эксплуатируемых мостов выполняют как в «окна», так и без перерыва движения поездов. Ввиду сложности и ответственности работ по устройству изоляции их желательно выполнять в «окна», так как под движением поездов ведение этих работ весьма затруднительно и не обеспечивает требуемого качества ремонта.

При выполнении работ под движением поездов для перекрытия ремонтируемых участков используют разгрузочные пакеты, которые устанавливают кранами или вручную в «окна» (рис. 118). После установки пакетов в балласте делают поперечные прорези и под пакетами устраивают клеточные опоры, а затем убирают балласт и шпалы между ними. На участках между опорами укладывают изоляцию и защитный слой, после чего клеточные опоры переставляют на отремонтированные участки, а на освободившихся от опор местах продолжают работы по устройству изоляции. После этого все опоры разбирают, укладывают балласт, а пакет переставляют в другое место, и работы продолжают в таком же порядке.

Комментарий:

Вы должны войти, чтобы оставлять комментарии.