Ремонт сталежелезобетонных пролетных строений

СТО 002494680-0032-2004 «Сталежелезобетонные пролетные строения автодорожных мостов. Реконструкция и ремонт»

Документы по стандартизации

« ЦНИИПСК им. Мельникова»

СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

РЕКОНСТРУКЦИЯ И РЕМОНТ

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ИМ. Н.П. МЕЛЬНИКОВА

ЦНИИПСК
им . МЕЛЬНИКОВА

( О снован в 1880 г.)

СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

РЕКОНСТРУКЦИЯ И РЕМОНТ

1 РАЗРАБОТАН ЗАО Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Мельникова» (ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова).

2 ВНЕСЕН организацией — разработчиком стандарта.

3 ПРИНЯТ на научно-техническом совете ЦНИИПСК им. Мельникова от 1 апреля 2004 г.

4 ВВЕДЕН впервые.

5 Разработка, согласование, утверждение, издание (тиражирование), обновление (изменение или пересмотр) и отмена настоящего стандарта производится организацией — разработчиком.

Настоящий стандарт разработан в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» № 184-ФЗ и предназначен для разработчиков стандарта, организаций, разрабатывающих проектную и иную документацию на реконструкцию и ремонт сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов, а также организаций, эксплуатирующих автодорожные мосты или являющихся заказчиками работ по их техническому диагностированию, реконструкции и ремонту.

Стандарт может применяться организациями, выполняющими работы в области установленной стандартом, если эти организации имеют сертификаты соответствия, выданные Органом по сертификации в системе добровольной сертификации, созданной организациями — разработчиками стандарта. Организации — разработчики не несут никакой ответственности за использование данного стандарта организациями, не имеющими сертификатов соответствия.

Одними из наиболее распространенных типов пролетных строений автодорожных мостов являются сталежелезобетонные. Эта конструктивная форма технически и экономически предпочтительна для массового строительства автодорожных мостов с диапазоном пролетов от 42 до 84 м.

В России накоплен богатый опыт строительства и длительной эксплуатации этих конструкций. На автодорогах РФ имеется большое число мостов со сталежелезобетонными пролетными строениями, некоторые из которых эксплуатируются в течение длительного срока.

Вместе с тем, по результатам многочисленных обследований отмечено, что физический износ сталежелезобетонных пролетных строений во многих случаях развивается значительно раньше проектного срока службы. Это проявляется, прежде всего, в наличии многочисленных дефектов железобетонных плит проезда и расстройств узлов их соединений с металлическими конструкциями. Причин возникновения этих дефектов много, но главные из них, в недостатках применявшихся конструктивных решений и низком качестве их реализации. При этом, как правило, резко снижались основные эксплуатационные характеристики мостов в целом: грузоподъемность, пропускная способность, скорость движения автотранспорта, возникала необходимость установления ограничений в расположении проектных полос движения автотранспорта по ширине проезда и др.

При разработке настоящего стандарта использовались материалы ранее выполненных работ по заказу бывшего Федерального Дорожного Департамента Минтранса РФ, в которых принимали участие д.т.н. Н.Н. Стрелецкий, инж. М.М. Кравцов, к.т.н. В.И. Шестериков и др.

СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

РЕКОНСТРУКЦИЯ И РЕМОНТ

Утвержден и введен в действие Приказом ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» от 2 апреля 2004 № 45

Дата введения 2004-04-15

1 Область применения

Настоящий стандарт организации (далее — СТО) устанавливает требования, необходимые для принятия решений по реконструкции и ремонту сталежелезобетонных пролетных строений капитальных мостов на автомобильных дорогах, в том числе:

— специфические требования обследований и испытаний;

— критерии расстройств и повреждений конструкций;

— оценка качества материалов конструкций;

— проверка хладостойкости стальных конструкций;

— конструктивно-технологические решения по реконструкции и ремонту.

2 Нормативные ссылки

В настоящем СТО использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г № 184-ФЗ

СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы. Москва. 1996

СНиП II-23-81* Стальные конструкции. Москва. 1991

СНиП 3.06.07-86 Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний. Москва. 1988

СНиП 23-01-99 Строительная климатология, 2000

Рекомендации по реконструкции и ремонту сталежелезобетонных мостов. Выпуск ОПРИС-10/95. ЦНИИПСК им. Мельникова. Москва. 1995

ОДН 218.00-00 Определение грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах. 2-ая редакция. Федеральная дорожная служба. Москва. 2003

ГОСТ 1497-84* Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 1778-70* Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений

ГОСТ 4543-71* Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 5058-57 Прокат низколегированный конструкционный для мостостроения. Технические условия

ГОСТ 5639-82 Сталь и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна

ГОСТ 5640-68 Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и лент

ГОСТ 5781-82* Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 6713-91 Прокат низколегированный конструкционный для мостостроения. Технические условия

ГОСТ 7564-97 Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ 7565-81* Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 9454-78* Металлы. Метод испытаний на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенной температурах

ГОСТ 10243-75* Сталь. Метод испытаний и оценка макроструктуры

ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического и спектрального анализа

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита

ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения мышьяка

3 Термины и определения, сокращения

В настоящем СТО применены следующие термины и сокращения:

3.1 стандарт организации; СТО: Стандарт, утвержденный и применяемый организацией для разработки проектной и иной документации на реконструкцию и ремонт сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов;

3.2 сталежелезобетонные конструкции: Пролетные строения со стальными и железобетонными элементами, совместно работающими в составе единой конструкции. Применительно к сталежелезобетонным пролетным строениям автодорожных мостов конструктивным железобетонным элементом является железобетонная плита проезжей части, объединяемая с металлическими несущими элементами: главными балками (фермами), продольными и поперечными балками, при уровне проезда поверху, понизу, по середине;

3.3 дефект конструкции: Каждое отдельное ее несоответствие установленным требованиям. Практически к дефектам относятся отклонения от проектных решений и применявшихся норм проектирования, изготовления и монтажа, допущенные на стадиях разработки проектной документации и возведения сооружения;

3.4 повреждение конструкции: Событие, заключающееся в нарушении исправного состояния сооружения при сохранении работоспособного состояния. Как правило, повреждения возникают в процессе эксплуатации, в результате естественного износа, коррозии или усталости стальных конструкций, а также другим причинам, связанным с несовершенством или нарушением принятых правил и процессов проектирования, возведения, эксплуатации и ремонта;

3.5 ремонт: Комплекс работ на сооружении, направленный на восстановление и сохранение начальных (проектных) эксплуатационных характеристик. Основное содержание ремонтных работ — устранение или локализация влияния дефектов и повреждений на сооружение;

3.6 реконструкция: Комплекс работ по приведению сооружения в соответствие с изменившимися со временем эксплуатационными характеристиками, прежде всего, по ширине проезжей части и грузоподъемности;

3.7 хладостойкость стальных конструкций: Исключение опасности хрупких разрушений как отдельных элементов и деталей, так и всей конструкции в целом, в условиях действия низких температур наружного воздуха.

4 Общие положения

Настоящий СТО распространяется преимущественно на сталежелезобетонные пролетные строения с ездой поверху, со сплошностенчатыми разрезными или неразрезными металлическими главными балками.

Наиболее распространенные проекты сталежелезобетонных пролетных строений приведены в приложении А .

К основным эксплуатационным характеристикам сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов относят:

— габарит проезжей части, ширина тротуаров либо служебных проходов;

— допускаемая скорость движения автотранспортных средств;

— наличие ограничений в расположении полос движения автотранспортных средств по ширине проезжей части и др.

Эксплуатационные характеристики классифицируются как проектные (начальные), фактические (на момент проведения плановых осмотров, обследований и/или испытаний) и прогнозируемые.

С течением времени некоторые из эксплуатационных характеристик, прежде всего, грузоподъемность могут снижаться из-за возникновения либо развития дефектов и повреждений в результате агрессивного воздействия внешней среды, из-за недостатков проектных решений, погрешностей при изготовлении и монтаже, организации службы эксплуатации и ремонта и т.д.

5 Специфические требования обследований и испытаний

5.1 Особенности проведения обследований

5.1.1 Сталежелезобетонные пролетные строения имеют ряд особенностей, которые отличают их по характеру работы от других видов конструкций.

Эти особенности должны учитываться при подготовке и проведении обследований (специальных осмотров) и испытаний, являющихся основой для оценки фактического состояния конструкций, определении реальной грузоподъемности. Необходимо также учитывать, что в период с 1959 по 1975 годы сталежелезобетонные пролетные строения возводились по многочисленным проектам различных организаций. Причем иногда, эти проекты мало отличались по внешним признакам, по основным (габаритным) параметрам конструкций, но предусматривали заметные отличия сечений элементов конструкций. Кроме того, в процессе заводского изготовления производились замены сечений по условиям комплектации, в результате чего, фактически осуществленная конструкция может заметно отличаться от исходного проекта. Особенно большие изменения вносились в проекты в процессе привязки к конкретным объектам в части конструкций железобетонной плиты проезда. Иногда это относится не только к размерам сечений бетона и арматуры, но и к полной перекомпоновке плиты и элементов проезжей части по сравнению с проектом.

5.1.2 Перед началом работ по обследованию сталежелезобетонных пролетных строений должна быть отобрана и тщательно проанализирована имеющаяся техническая документация, а именно:

— проектная документация: (чертежи КМ, КМД, АР, КЖ, Р) конструкций пролетных строений, проекты организации строительства, производства работ и сложных вспомогательных устройств, использованных при строительстве;

— исполнительная документация: исполнительные чертежи моста в целом и пролетных строений с данными исполнительной геодезической съемки завершенного строительством сооружения, журналы работ авторского надзора, акты приемки скрытых работ, документы согласований отступлений от проекта, заводские паспорта (сертификаты) на пролетные строения, опорные части и металлопрокат, документы о качестве других примененных материалов, акты приемки в эксплуатацию государственной (рабочей) комиссией, материалы обследований и испытаний при сдаче сооружения в эксплуатацию;

— эксплуатационная документация: книга искусственного сооружения, карточка на мост, материалы предшествующих осмотров, обследований, инструментальных съемок, испытаний (технические отчеты и заключения), сведения о произошедших серьезных повреждениях и авариях на мосту, проектная документация по выполненным ремонтам (реконструкции), данные о режиме эксплуатации моста (интенсивность и величина подвижных нагрузок), о пропуске сверхтяжелых нагрузок.

5.1.3 Измерения и инструментальная съемка в процессе обследований (специальных осмотров):

5.1.3.1 Независимо от наличия и полноты документации, в ходе специального осмотра, проводящегося с целью определения грузоподъемности, необходимо произвести измерения и фиксацию следующих основных геометрических параметров сталежелезобетонных пролетных строений:

— расчетных пролетов (по осям опорных ребер) и полных длин между торцами главных балок;

— ширину проезжей части между бордюрными камнями, парапетными или барьерными ограждениями, ширину каждого из тротуаров или служебных проходов, полную ширину плиты проезда;

— расстояния между осями главных балок, между поперечными связями, расположение продольных и поперечных ребер по вертикальным стенкам балок;

— сечения поясов и стенок главных балок, места изменения сечений и монтажных стыков;

— схему и сечения продольных и поперечных связей, домкратных балок, среднего прогона (при его наличии);

— число, диаметр и расположение заклепок или высокопрочных болтов в стыках и прикреплениях элементов;

— компоновку и геометрию плиты проезжей части, включая тротуарные плиты и карнизные балки.

На основании анализа документации и обмеров конструкции должно быть сделано заключение о соответствии фактической стальной конструкции и плиты проезжей части типовому или индивидуальному проекту определенного шифра и года проектирования, а также об имеющихся отклонениях от этого проекта. При наличии чертежей КМ и КМД вместо съемки чертежей металлоконструкции с натуры по результатам измерений может производиться сверка имеющихся чертежей с натурой, с внесением соответствующих необходимых поправок в исполнительские чертежи. Сверку или съемку чертежей следует производить для всех главных балок (ферм) по всей длине каждого пролетного строения, для всех элементов связей, прогона, опорных частей, стыков и соединений. Эти измерения могут производиться в сокращенном объеме в тех случаях, когда имеются достоверные и подробные данные соответствующих измерений, выполненных в ходе предшествующих специальных осмотров.

5.1.3.2 В рамках специального осмотра необходимо выполнить инструментальную геодезическую съемку для получения:

— продольных вертикальных профилей по оси проезжей части и по сопряжениям проезжей части с бордюрами, а также по каждой из главных балок (желательно в уровне верха или низа вертикальной стенки);

— поперечных профилей в характерных сечениях (над опорами, в серединах пролетов, в местах изменения сечения);

— плана расположения осей главных балок.

5.1.3.3 Результаты инструментальной геодезической съемки необходимо сравнить с аналогичными данными, полученными при сдаче сооружения в эксплуатацию (при их наличии) и при предыдущих обследованиях.

Выявившееся при этом уменьшение строительного подъема (рост прогибов от постоянной нагрузки) может явиться следствием следующих причин:

— ползучести бетона плиты проезжей части;

— наращивания толщины слоя дорожной одежды в процессе эксплуатации;

— неупругих деформаций стальной конструкции, возникшие при пропуске тяжелых (сверхнормативных) нагрузок;

— расстройстве плиты проезда и ее объединения со стальными конструкциями.

Первый из названных факторов характерен преимущественно для городских мостов с пролетами более 84 м и с большими расстояниями между главными балками (5 — 6 м и более), т.е. при высоких уровнях сжимающих напряжений в железобетонной плите от действия постоянных нагрузок.

Возможность влияния 2-го и 3-го факторов должна быть определена совместно с эксплуатирующими организациями. Если эти причины не подтверждаются, то весьма высока вероятность проявления повреждений конструкций, на выявление которых должно быть обращено особое внимание при последующем осмотре.

5.1.3.4 Инструментальной геодезической съемкой может быть выявлена недостаточная величина строительного подъема (вплоть до провисания пролетного строения), характер изменения которого во времени иногда бывает невозможно установить из-за отсутствия материалов исполнительной съемки и предшествующих осмотров. В таких случаях не исключена возможность возникновения дефекта еще в ходе строительства.

5.1.4 Особенности осмотра проезжей части, железобетонной плиты и ее соединений со стальными балками.

При осмотре элементов проезжей части особое внимание следует обратить на выявление фактической толщины дорожного покрытия. С этой целью необходимо пробурить в покрытии скважины диаметром не менее 5 — 8 см до верхней поверхности плиты по оси проезжей части и у бордюров, рядом с деформационными швами, в четвертях и серединах пролетов, а также над промежуточными опорами в неразрезных пролетных строениях. Важнейшее значение для оценки грузоподъемности сталежелезобетонных пролетных строений имеет тщательный и квалифицированный осмотр плиты проезжей части и ее соединений со стальными главными балками. Если по результатам осмотра проезжей части будет установлена необходимость полной замены покрытия, то целесообразно осуществить полное удаление дефектного покрытия, после чего произвести осмотр как верхних, так и нижних поверхностей железобетонной плиты. В остальных случаях приходится ограничиваться осмотром нижних поверхностей плиты, как между главными балками, так и на консольных свесах.

5.1.5 В результате анализа документации и осмотра (обследования) железобетонной плиты, помимо основных геометрических параметров, дефектов и повреждений, должны быть также выявлены:

— класс (марка) бетона, который определяют по технической документации; если документация отсутствует, то по характеристикам плиты по типовым проектам или нормам, соответствующим году проектирования обследуемого пролетного строения; при отсутствии проектных и других косвенных данных расчётные сопротивления бетона плиты определяют на основании изучения прочностных свойств неразрушающими методами (молотка Шмидта, Кашкарова, методом вырыва и др.) по стандартам, действующим на период обследования.

Расчетные сопротивления бетона разных классов для расчетных проверок плиты и значение модулей упругости бетона при сжатии и растяжении принимают по СНиП 2.05.03-84* для определенной марки бетона;

— положение арматуры, ее класс и количество в различных сечениях железобетонной плиты, в т.ч. класс, диаметры и вид соединения в монтажных стыках продольной арматуры в надопорных участках неразрезных пролетных строений;

— степень поражения арматуры коррозией устанавливают: при ширине раскрытия трещин 0,5 мм и более прямым измерением со вскрытием защитного слоя выборочно в местах расчётных сечений; при ширине раскрытия трещин менее 0,5 мм косвенным методом по известным графикам с экстраполяцией в необходимых случаях, принимая при этом за момент образования трещины год постройки моста;

— фактическая толщина защитного слоя, водонепроницаемости, данные по содержанию хлорид — ионов и глубине карбонизации;

— соответствие плиты типовому или индивидуальному проекту.

5.1.6 В ходе обследования стальных конструкций, помимо выполнения (при необходимости) обмеров элементов и инструментальной съемки, должны быть выявлены и зафиксированы имеющиеся дефекты и повреждения элементов конструкций, оценено их влияние на работу как отдельного конструктивного элемента, так и сталежелезобетонного пролетного строения в целом.

5.2 Критерии расстройств и повреждений

5.2.1 В приложении Б приведены некоторые характерные дефекты и повреждения железобетонной плиты и ее объединения со стальными конструкциями, категории этих дефектов и повреждений, способы учета дефектов и повреждений при выполнении расчетов грузоподъемности, а также характер их влияния на работу рассматриваемого конструктивного элемента (пролетного строения в целом). Приведенные в приложении Б количественные оценки снижения грузоподъемности являются ориентировочными и не могут быть использованы в качестве результатов обследования при расчете фактической грузоподъемности.

5.2.2 Дефекты и повреждения, связанные с общим снижением прочности или с расстройством поперечных швов сборной плиты, следует не только фиксировать с точной привязкой мест расположения, но и оценивать количественно величиной:

Е _{b , f} и Е _{b , t} — соответственно, фактический (с учетом реальной прочности) и теоретический (отвечающий проектной марке бетона) модули упругости бетона, МПа,

A_{b , f} , A_{b , t} — соответственно, фактическая и теоретическая (проектная) площади поперечного сечения плиты.

При оценке фактической прочности плиты в целом коэффициент К_а является редукционным коэффициентом осевой жесткости плиты. Для поперечного стыка этот коэффициент отвечает доле приведенного поперечного сечения плиты, фактически воспринимающей продольное усилие в монтажном стыке плиты. Аналогичным образом коэффициент К_а используется для оценки условий передачи продольных усилий в монтажном стыке с взаимным перепадом смежных плит по высоте. Здесь в качестве величины может быть принято отношение общей части вертикальных проекций поперечных сечений смежных плит к теоретической площади сечения плиты.

5.2.3 В приложении В приведены некоторые характерные дефекты и повреждения стальных конструкций, категории этих дефектов и повреждений, характер их влияния на работу сталежелезобетонного пролетного строения и его грузоподъемность, способы учета дефектов и повреждений при поверочном расчете.

5.3 Особенности проведения испытаний сталежелезобетонных пролетных строений

5.3.1 Усилия (силы, моменты), возникающие в любых элементах сталежелезобетонного пролетного строения от испытательной нагрузки, не должны быть выше:

— при испытаниях сооружений, рассчитанных по предельным состояниям, усилий от подвижной временной вертикальной нагрузки, принятой в проекте. При этом значение коэффициента надежности по нагрузке (коэффициент перегрузки) равно 1,0 и полном динамическом коэффициенте;

— при испытаниях сооружений, рассчитанных по допускаемым напряжениям (по нормам, действовавшим до 1962 г), — 120 % усилий от временной вертикальной нагрузки, принятой в проекте, с полным динамическим коэффициентом;

— при испытаниях сооружений, имеющих элементы с пониженной несущей способностью, и сооружений, на которые нет технической документации, усилий от временной вертикальной нагрузки, соответствующей расчетной грузоподъемности сталежелезобетонного пролетного строения.

В связи с этим величину статической испытательной нагрузки следует назначать только после осмотра конструкции и расчетной оценки грузоподъемности (в первом приближении) с учетом физического состояния конструкций, в том числе выявленных при осмотре повреждений и дефектов.

5.3.2 При разработке схем загружений испытательными нагрузками, следует стремиться к тому, чтобы возможно большие усилия (в пределах, установленных п. 5.3.1) возникали в серединах пролетов, в опорных сечениях неразрезных балок, в местах изменения сечений главных балок, в местах расположения выявленных дефектов (в частности, расстройств плиты и ее соединений с главными балками). При испытаниях неразрезных балочных пролетных строений следует предусматривать загружения каждого из пролетов по одному, а также одновременные загружения двух смежных пролетов, примыкающих к промежуточной опоре. Для повышения точности результатов и исключения случайных ошибок полезны контрольные загружения симметрично расположенных пролетов неразрезной конструкции. По крайней мере, часть из установок временной нагрузки по длине моста следует выполнять при различных положениях в поперечном сечении — с максимально возможным смещением к одной из боковых кромок проезжей части, строго по оси моста и с максимально возможным смещением к второй боковой кромке. Благодаря этому обеспечивается возможность контроля измерений и исключения случайных ошибок. Кроме того, каждое последующее загружение для одной из балок приводит к увеличению приходящейся на нее нагрузки, что создает возможность проверки линейности характера зависимостей «нагрузка — прогиб» и «нагрузка — продольная относительная деформация».

В процессе статических испытаний производятся измерения характерных перемещений и относительных деформаций:

— вертикальные перемещения (прогибы) измеряются в серединах пролетов по двум главным балкам с помощью прогибомеров или других приборов аналогичного назначения;

— продольные относительные деформации (для последующего пересчета в нормальные напряжения) фиксируется по верхним и нижним поясам стальных балок и в железобетонной плите в наиболее загруженных сечениях; при этом могут быть использованы механические тензометры различных типов, деформометры, тензорезисторы и т.д.;

— взаимные относительные смещения плиты и верхнего пояса стальной балки следует измерять в местах выявленных визуально расстройств плиты и ее соединений с балками, как правило, ближе к концам пролетных строений (до 0,25 пролета от концевых опор); при этом могут быть использованы устройства типа мессур (индикаторы часового типа).

5.3.3 При анализе результатов статических испытаний должны быть подвергнуты тщательному анализу величины упругих и остаточных прогибов и относительных деформаций, вызванных испытательными нагрузками; в характерных сечениях балок по относительным деформациям поясов следует определить фактическое положение центров тяжести объединенных сечений балок. По результатам статических испытаний уточняются величины «коэффициентов поперечной установки» временной нагрузки применительно к величинам прогибов и нормальных напряжений. Результаты испытаний используются при диагностике дефектов и повреждений железобетонной плиты и ее объединения с главными балками. Величина конструктивной поправки по прогибам и по напряжениям в середине пролета при загружениях без смещения с оси моста, большая 0,9 — 1,0, может указывать на серьезные ухудшения прочностных свойств плиты, уменьшение ее эффективной ширины (или толщины), расстройство объединения со стальной частью конструкции на большей части длины пролета. Если фактические коэффициенты поперечной установки при загружениях со смещением нагрузки с оси моста для наиболее нагруженной балки близки к расчетным значениям, определенным по «правилу рычага», то также весьма вероятны общие расстройства плиты и ее соединений с балками либо дефекты большого числа элементов продольных связей. Смешение экспериментально определенного положения нейтральной оси сечения вниз по отношению к теоретическому положению нейтральной оси сталежелезобетонного сечения на величину, превышающую 10 — 15 % полной высоты стенки балки, может свидетельствовать о расстройстве плиты и ее соединения с балками в непосредственной близости к рассматриваемому сечению. Признаками аналогичных расстройств являются измеренные полные смещения плиты по верхнему поясу, превышающие 0,5 — 1,0 мм, и остаточные смещения, превышающие 0,1 — 0,2 мм; эти величины являются приближенными и нуждаются в дальнейшем уточнении.

5.3.4 Динамические испытания следует проводить в обоснованных случаях и результаты этих испытаний (в сравнении с данными, проведенных ранее испытаний) следует использовать при диагностике состояния сооружения. Так, увеличение периода собственных колебаний по первым формам может быть результатом увеличения постоянной нагрузки либо уменьшения изгибной жесткости. Если наращивание слоя покрытия в период между испытаниями не производилось, то весьма вероятно расстройство плиты и ее объединения с балками. О том же может свидетельствовать увеличение логарифмического декремента по сравнению с предыдущими испытаниями. Как правило, декремент сталежелезобетонных пролетных строений при удовлетворительном состоянии конструкций находится в пределах от 0,02 до 0,12; большая величина декремента может быть признаком возможных повреждений плиты и ее соединений с балками. Нельзя считать характеристикой низких динамических свойств конструкции, выявленные при испытаниях (с пропуском одиночных автомобилей) значительные динамические коэффициенты, превышающие нормативные значения. Как правило, при этом уровень напряжений в элементах невысок, и большие динамические коэффициенты свидетельствуют, чаще всего, о неудовлетворительном состоянии дорожной одежды — наличии выбоин, порожков и т.д. Низкие величины параметров затухания также не являются признаком неудовлетворительного состояния конструкции.

5.3.5 При обследовании неразрезных пролетных строений особое внимание следует уделять осмотру железобетонной плиты и ее соединений со стальными балками в зонах промежуточных опор на расстоянии (0,2 — 0,3) L от оси опоры в каждый смежный пролет, где L — величины пролетов, м. Это вызвано следующими причинами:

— практически все рассматриваемые в настоящем СТО неразрезные пролетные строения в зонах промежуточных опор, где растягивающие напряжения в плите от нагрузок 2-ой стадии (постоянной и временной) расчетные сопротивления на растяжение бетона плиты, предполагают полное выключение плиты из совместной работы с металлическими балками. В этих, местах в состав расчетного сечения включаются только металлическая часть и продольная арматура плиты в случае ее монтажного стыкования по длине пролета. Сечения растянутой в этой зоне плиты проверяются расчетом по трещиностойкости на расчетную ширину раскрытия трещин, что определяет долговечность всей конструкции пролетного строения;

— наличием наибольших сдвигающих усилий между плитой и стальными балками в зоне сжимающих напряжений в плите, примыкающем к границе выключения плиты из совместной работы, состояние которых во многом определяет грузоподъемность сталежелезобетонного пролетного строения.

6 Оценка качества стали несущих конструкций

6.1 Оценку качества сталей, фактически использованных в конструкциях сталежелезобетонных пролетных строений, выполняют с целью получения достоверных данных для назначения расчетных сопротивлений и определения важнейших служебных свойств — прочностных характеристик, параметров пластичности и свариваемости. Если металлоконструкции обследуемого сварного пролетного строения изготовлены до 1968 г и минимальная температура воздуха в месте расположения моста может быть ниже минус 25°, то помимо проверок, рекомендуемых в настоящем разделе, необходима дополнительная проверка, хладостойкости стали с отбором специальных образцов и проб.

6.2 Оценку качества сталей следует производить по рабочим чертежам КМ и КМД, данным заводских сертификатов либо по результатам испытаний образцов. В результате оценки должны быть установлены: фактическая марка стали, фактические свойства стали и их соответствие требованиям стандарта на сталь этой марки, действовавшим в период изготовления конструкций. В первую очередь необходимо использовать имеющиеся сертификаты на стальной прокат, из которого изготовлены конструкции. Однако на практике заводы — изготовители сопровождают мостовые металлоконструкции лишь паспортами (сертификатами) общего характера на весь объем поставки данного пролетного строения, с указанием фактически использованных марок сталей, но без приложения сертификатов металлургических заводов на конкретные виды и партии проката. Как правило, эти сертификаты хранятся в архивах завода металлоконструкций и их копии могут быть выданы по специальному запросу.

6.3 Необходимые исходные данные для оценки качества материалов в ряде случаев получают путем лабораторных исследований и испытании образцов, которые готовят из проб, отобранных из элементов обследуемых металлоконструкций.

Лабораторные исследования и испытания проводятся:

— при отсутствии сертификатов либо при недостаточности или противоречивости содержащихся в них сведений;

— при обнаружении в конструкциях повреждений, которые могли быть вызваны низким качеством материала конструкций и соединений;

— при изыскании дополнительных резервов фактической несущей способности конструкций.

6.4 При лабораторных исследованиях стали производят:

— химический анализ с определением содержания углерода, кремния, марганца, серы, фосфора, азота, хрома, никеля, и меди;

— испытания образцов на растяжение с определением временного сопротивления, предела текучести, относительного удлинения и относительного сужения (рекомендуется проводить испытания с построением диаграммы работы стали);

— испытания образцов на ударный изгиб с получением величин ударной вязкости для температур, регламентированных государственными стандартами для предполагаемой марки стали, а также с определением доли волокна (%) в изломе;

— выявление распределения сернистых включений способом отпечатка по Бауману, если есть основания предполагать возможность изготовления конструкций из кипящей стали;

— металлографическое исследование с выявлением микроструктуры, ее сортового состава, размеров зерна, характеристик не металлических включений, дефектов типа расслоя, закатов, обезуглероживания (необходимость проведения этого исследования устанавливается в каждом конкретном случае);

— определения значений критической температуры хрупкости T ₅₀ (50 %) волокнистой составляющей в изломе стандартных образцов.

6.5 Механические свойства стали допускается определять и другими методами, обеспечивающими достоверность результатов не ниже, чем при испытаниях образцов на растяжение. При оценке прочностных свойств стали без отбора образцов (по твердости, по срезу резьбы и т.п.) для каждого вида профиля (лист, уголок, балка и т.д.) проводятся контрольные испытания не менее трех образцов с определением предела текучести и временного сопротивления по стандартной методике. По результатам контрольных испытаний выполняется корректировка зависимостей между пределом текучести (временным сопротивлением) и параметрами, получаемыми при испытаниях для отбора образцов (глубиной или диаметром отпечатка, сопротивлением срезу резьбы и т.д.).

6.6 Отбор проб для выполнения химического анализа и заготовки образцов производят из элементов металлоконструкций пролетного строения отдельно для каждой партии металла. К партии металла относятся в данном случае элементы одного вида (типоразмера) проката по номерам профилей либо толщинам листа и по маркам стали, входящие в состав однотипных элементов (поясов, стенки главных балок, связи и т.д.) одного или нескольких однотипных пролетных строений данного моста, одной очереди поставки и строительства. Партия должна относиться не более чем к 50 однотипным отправочным маркам общей массой не более 60 т; если отправочные марки представляют собой простые элементы из прокатных профилей (прогоны, балки, диагонали связей и т.п.), то к партии должны быть отнесены до 250 отправочных марок.

6.7 Число проб и образцов от каждой партии металла должно быть не меньше, чем указано в таблице 1 :

Источник