НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




предыдущая главасодержаниеследующая глава

3.4. Влияние повреждений на несущую способность фундаментов и фундаментных частей опор

К наибольшему снижению прочности фундаментов и фундаментных частей опор приводят электрокоррозионные повреждения. При этом уменьшается сечение арматуры, раскалывается бетон, нарушается сцепление между арматурой и бетоном, т. е. снижаются прочностные свойства материалов и изменяется механика работы конструкций по сравнению с начальным состоянием их. Именно электрокоррозионные повреждения и приводили до сих пор к аварийным ситуациям. В дальнейшем объемы этих разрушений увеличатся. Поэтому вопросы диагностирования состояния и оценки работоспособности поврежденных фундаментов, принятие своевременных мер по их усилению и замене являются весьма актуальными.

Очень большие надежды возложены эксплуатационниками на разрабатываемые МИИТом и ВНИИЖТом методы обнаружения электрокоррозиошшх повреждений в подземной части опор и фундаментов без их откопки. Но, к сожалению, достаточно простых и надежных решений пока не получено. Поэтому распространено обследование состояния опор с откопкой их. В этой ситуации нужно ясно представлять, как работают фундаменты и какое влияние на их прочность оказывают трещины и коррозия арматуры. В связи с этим рассмотрим принцип работы каждого типа применяемых фундаментов с имеющимися в них электрокоррозионными повреждениями и параллельно с этим оценим влияние других видов повреждений на прочность конструкций.

В электрокоррозионном отношении самыми слабыми оказались фундаментные части железобетонных опор нераздельного типа, особенно струнобетонных. Зоны максимального разрушения их очень часто совпадают с зонами, в которых действуют на конструкцию максимальные изгибающие моменты. Расположены они в пределах 0,4-0,9 м, считая от поверхности грунта.

Несмотря на то что сечения с максимальным изгибающим моментом расположены близ расчетной поверхности грунта, достаточно высокое его значение сохраняется даже на глубине до 2/3 глубины заложения. Поэтому если зона максимального электрокоррозионного разрушения смещена вниз, например при низком уровне грунтовых вод или низком залегании слоя грунта с высокой проводимостью, то опора может изломиться и ниже сечения с максимальным моментом. В связи с этим установившуюся в практике глубину откопки опор, равную 0,6-0,9 м, следует считать недостаточной.

С учетом большой опасности и быстротечности электрокоррозионного процесса нормировать размеры электрокоррозионных повреждений в тонкостенных железобетонных опорах нецелесообразно, да и откапывать их на должную глубину невозможно. Попытки найти корреляционную зависимость между шириной раскрытия трещин и степенью коррозии арматуры не увенчались успехом. Даже при малой ширине раскрытия продольных трещин (0,3-0,5 мм) площадь оставшихся сечений проволок диаметром 3-4 мм может составлять 30-40% первоначального значения. Поэтому решено было электрокоррозионные повреждения любых размеров в железобетонных опорах относить к повреждениям третьей категории и ставить конструкции под замену. Признаками электрокоррозионных повреждений являются продольные трещины, отслоение бетона, бурые пятна.

Из-за уменьшения сечения арматуры при электрокоррозии и снижения сцепления ее с бетоном в опорах могут развиваться поперечные трещины. Их также можно рассматривать как критерий неблагополучного состояния.

Другие виды повреждений, такие, как коррозия бетона, морозное разрушение его, менее опасны по сравнению с электрокоррозией. Происходящее при этом уменьшение бетонного сечения и снижение прочностных свойств его в наружных слоях можно нормировать аналогично тому, как это сделано применительно к надземной части опор. Глубина скорродированного сечения может составлять 5-7 мм, если при этом не происходит коррозии арматуры или ослабления сцепления ее с бетонам. Но чаще всего опоры в агрессивных средах выходят из строя не из-за коррозии бетона, а вследствие коррозии арматуры.

При морозном разрушении бетона основные деструктивные процессы должны протекать в фундаментных частях близ дневной поверхности грунта и проявляться в разупрочнении, шелушении и отслаивании бетона. Допустимая глубина разрушенного слоя бетона должна составлять, так же как и при коррозии не более 5-7 мм.

Если в зонах разрушения бетона отмечаются поперечные трещины, опоры следует заменять. В этом случае прочность, опор может оказаться меньше требуемой.

Почвенная коррозия арматуры в подземной части опор допустима в ограниченных пределах. Размеры коррозионного износа ее можно было бы принять такими же, как и в сечениях, опор надземной части, расположенных без условного обреза: фундаментов. Но, допуская эти повреждения, необходимо иметь обоснование того, что причиной их развития не являются токи стекания с рельсов.

Другие повреждения, такие, как выколы бетона, сетка трещин, в подземной части опор не появляются в процессе эксплуатации. Обнаруженные (при откопках) с такими повреждениями опоры подлежат замене. Возникнуть они могли только в стадии изготовления или монтажа и за время эксплуатации, безусловно, повлияли на сохранность арматуры.

Следует различать сетку трещин усадочного происхождения и сетку трещин, возникающую при коррозии третьего вида. Коррозионное растрескивание бетона более опасно. Опоры с такими повреждениями следует заменять, но при малых размерах трещин и ограниченной зоне повреждения можно сделать, попытку приостановить развитие коррозионного процесса, тем самым продлив срок службы их.

Развитие этих же видов повреждений в стаканных фундаментах менее опасно, чем в фундаментных частях тонкостенных опор. Эти конструкции армированы ненапряженной арматурой и хрупкий излом их исключен. С учетом того что толщина стенок стаканных фундаментов больше, чем, например, у аналогичных им по конструкции двутавровых опор, коррозионные разрушения бетона в них можно допустить большими на 20-30%, чем в опорах. Менее жесткими могут быть и требования при ограничении коррозионных повреждений арматуры. В этих конструкциях, как показали испытания их (рис. 3.10), можно, допустить коррозионное уменьшение сечений арматуры на 20-25%, но при этом необходимо постоянно наблюдать за фундаментами и в случае появления в них поперечных трещин или других видимых признаков снижения несущей способности заменить. Если же осуществить наблюдение не удается, например, когда повреждения находятся в подземной части и требуется откопка фундаментов, в этих случаях приходится перестраховываться, часто переоценивая реальную опасность. В основном это относится к электрокоррозии.

Рис. 3.10. Схема испытания опор со стаканными фундаментами
Рис. 3.10. Схема испытания опор со стаканными фундаментами

В связи с тем что при электрокоррозионных повреждениях фундаментов полностью осмотреть их невозможно, необходимо даже при относительно небольших размерах повреждений, обнаруживаемых в зоне откопки, относить их к третьей категории опасности и принимать соответствующие меры.

В опорах раздельного типа со стаканными фундаментами электрокоррозионные разрушения быстрее выводят из строя опоры, чем фундаменты. Обусловлено это тем, что площадь поверхности арматуры, с которой стекает ток (в зоне стакана), у опор меньше, чем у фундаментов (в подземной части), да и арматура опор из-за своего малого диаметра более уязвима, чем арматура фундаментов. Поэтому если опоры не имеют опасных электрокоррозионных повреждений, то и фундаменты должны находиться в хорошем состоянии. С учетом этого и нужно определять необходимость откопки фундаментов. Но при этом следует убедиться, что других путей стекания тока с рельсов на арматуру фундаментов не было. К сожалению, в практике встречаются случаи, когда заземляющий спуск, соединённый с рельсом, имеет непосредственное касание с выступающей из фундаментов арматурой, например с петлями для подъема (рис. 3.11). Ясно, что электрокоррозия при этом неизбежна. Но стык опоры с фундаментом в этом случае разрушаться не будет и диагностировать состояние подземной части можно только при непосредственной откопке.

Рис. 3.11. Заземляющий проводник, -находящийся рядом с монтажной петлей фундамента
Рис. 3.11. Заземляющий проводник, -находящийся рядом с монтажной петлей фундамента

Кроме электрокоррозионных разрушений, в стаканных фундаментах часто встречаются трещины механического происхождения в зоне стакана, возникающие от давления замерзающей воды, при набухании монтажных клиньев и других воздействиях.

Появление трещин меняет принципы работы конструкций.

Наиболее сильное влияние на характер распределения внутренних усилий оказывают продольные трещины, расположенные на боковых гранях (рис. 3.12), когда они берут начало от обреза и распространяются вниз. В этом случае в пересекающей трещины арматуре возникают наибольшие усилия. Она работает на растяжение и сдвиг, обеспечивая совместность работы двух "ветвей". Расчетная схема стаканного соединения с таким повреждением представлена на рис. 3.13,а, а распределение растягивающих напряжений в поперечной арматуре по глубине стакана - на рис. 3.13,б. Составляя уравнение моментов внутренних и внешних сил относительно сечения на уровне дна стакана и сравнивая их между собой, можно определить работоспособность растрескавшегося стакана. При треугольной эпюре 1 напряжений момент внутренних сил (возникающих в поперечной арматуре) составит


где Rа - расчетное сопротивление арматуры, равное 210 МПа для стали класса A-I;

Fа - площадь сечения поперечной арматуры, пересекающей трещины в зоне обреза фундамента, м2;

hc - высота стакана, м;

a - расстояние от обреза фундамента до точки приложения реакции R, которое может быть равным 0,05-0,08 м.

Напряжение в поперечной арматуре


Приведенная площадь сечения всей поперечной арматуры, м2


где Fсп, Fпоп - площади сечений соответственно спиральной арматуры и поперечных стержней каркаса, пересекающих трещины, м2.

Следовательно,


Момент внешних сил


где d0 - диаметр стакана.

С некоторым округлением можно принять

M=1,1M0

где M0 - расчетный изгибающий момент, прикладываемый к фундаменту на уровне обреза, равный произведению нормативного момента (мощности опоры) и коэффициента перегрузки к=1,1.

Проведенные по этим формулам расчеты показывают, что у двутавровых стаканных фундаментов, изготовленных по проекту Гнпроиромтрансстроя, разработанному в 1964 г., поперечная арматура имеет почти двойной запас прочности. Этим, по-видимому, и объясняется тот факт, что выход из строя двутавровых фундаментов из-за разрыва поперечной арматуры в зоне стакана пока не отмечался. С учетом этого можно в дальнейшем допустить некоторое коррозионное уменьшение сечений ее в местах пересечения трещин.

Рис. 3.12. Схема расположения трещин в стаканной части фундамента по нейтральной оси (а), на передней грани (б): 1 - фундамент; 2 - опора; 3 - монтажные клинья; 4 - трещины
Рис. 3.12. Схема расположения трещин в стаканной части фундамента по нейтральной оси (а), на передней грани (б): 1 - фундамент; 2 - опора; 3 - монтажные клинья; 4 - трещины

Если принять в расчете ступенчатую эпюру напряжений 2 (см. 3.13,б) в арматуре, как это рекомендуется СНиП II-B.1-62 для сечений с многорядным расположением арматуры, то можно показать, что прочность стакана по арматуре в этом случае будет на 25-30% больше, чем в ранее рассматриваемом. Но реально рассчитывать на такую несущую способность мало оснований, так как еще до приложения основной нагрузки, на которую рассчитываются опоры, арматура в зоне трещин пластически деформирована другими, дополнительными воздействиями. Поэтому возникающие в поперечной арматуре растягивающие напряжения о от основной нагрузки целесообразно ограничить, допустив o = Ra только в верхней части (на уровне обреза) фундамента, и считать, что ниже этой отметки напряжения в арматуре убывают по линейному закону, т. е. принимать в расчеты треугольную эпюру напряжений.

Рис. 3.13. Расчетная схема стаканной части фундамента (а) и распределение растягивающих напряжений в фундаменте (б)
Рис. 3.13. Расчетная схема стаканной части фундамента (а) и распределение растягивающих напряжений в фундаменте (б)

Проверка прочности поперечной арматуры, пересекающей трещины, на сдвигающие усилия показала, что она способна выдержать их. В целом можно считать фундаменты с двумя продольными трещинами по боковым граням (на всю глубину стакана) вполне работоспособными. Некоторое опасение только вызывает возможность ускорения коррозии и усталостного разрушения поперечной арматуры в зоне трещин при попеременном приложении ветровых нагрузок и воздействии агрессивных сред. Это накладывает ограничение на допустимую ширину раскрытия трещин. Но достаточно обоснованных данных в этом отношении пока нет. Опыт эксплуатации и проведенные испытания показали, что в трещинах раскрытием до 1 мм арматура имеет износ и снижение прочности не более чем на 20-25% после 15-20 лет эксплуатации фундаментов. Поэтому такую ширину раскрытия трещин (впредь до уточнения) и следует пока принять в качестве допустимой.

Если в фундаменте продольные трещины имеются только на одной из боковых граней, что встречается наиболее часто, или расположены они в средней части стакана и не доходят до верха на 20-30 см, то растягивающие и сдвигающие усилия в поперечной арматуре, возникающие от внешней нагрузки, во много раз меньше, чем в ранее рассмотренном случае. При таких трещинах допустимую ширину раскрытия их можно увеличить до 1,2-1,5 мм.

Незначительно меняют механику работы фундаментов также продольные трещины "морозного" происхождения при расположении их в средней (по ширине) части стенок стаканов на передней и задней гранях фундаментов. Обычно в этих случаях возникает не более одной трещины. Но в то же время к большим растягивающим напряжениям в поперечной арматуре приводят трещины, возникающие от давления монтажных клиньев (при их набухании или рихтовке опоры). Особенно опасны эти трещины тогда, когда расположены на передней грани фундамента (со стороны пути), как показано на рис. 3.12,б. Чтобы ослабить напряженное состояние арматуры, в этом случае необходимо удалить монтажные клинья, а паз между опорой и стенками стакана заполнить цементно-песчаным раствором состава 1:3 на глубину не менее чем 25-30 см от обреза фундамента. Это создаст более равномерную передачу усилий с опоры на фундаменты и исключит возникновение напряжений от изгиба в стенках стакана от внешних нагрузок. При проведении таких работ опоры следует ставить на оттяжки.

К числу особо опасных трещин в двутавровых и трехлучевых фундаментах относятся трещины, возникающие по сопряжениям стенок с поясами или лучей между собой. Из-за отсутствия надлежащей анкеровки поперечной арматуры в сопрягаемых элементах фундаменты с такими трещинами подлежат замене.

Поперечные трещины в двутавровых стаканных фундаментах появляются при нагрузках, составляющих не менее чем 0,8-0,9 нормативных изгибающих моментов. При нормальной работе фундаментов они не должны обнаруживаться. Но принципиально допустить их можно при раскрытии в надземной части 0,3 мм и в подземной части 0,2 мм.

В трехлучевых стаканных фундаментах поперечные трещины должны появляться при меньшей нагрузке, чем у двутавровых, так как бетонное сечение растянутого пояса в них меньше. Но диаметр продольной рабочей арматуры в трехлучевых фундаментах подобран так, чтобы раскрытие трещины при нормативной нагрузке в этих конструкциях не превышало 0,2-0,3 мм.

Поперечные трещины в стаканных фундаментах обоих типов чаще всего появляются при нагрузках, превышающих нормативные.

Разрушение оголовков в стаканных фундаментах является распространенным повреждением. К сожалению, в практике этому явлению не придается должного внимания и редко принимаются меры к восстановлению их. В то же время ясно, что при разрушении оголовка нарушается герметизация стаканов фундаментов, в них попадает дождевая вода. Кроме того, разрушается цементно-песчаный раствор, заполняющий паз между опорой и стенками фундамента. Это в свою очередь приводит к ухудшению условий передачи механических нагрузок с опоры на фундамент. Поэтому оголовки и заполнения пазов раствором должны восстанавливаться. При этом сохранившиеся в отдельных случаях монтажные клинья следует удалить.

В блочных (призматических и ступенчатых) фундаментах консольных опор основным наиболее часто встречающимся видом повреждений является электрокоррозия анкерных болтов. Коррозионное разрушение бетона в них не представляет серьезной опасности. Разрушение поверхностного слоя на глубину К 20-25 мм может привести к снижению сечений лишь на 5-10%. Электрокоррозионные разрушения более опасны. При этом К уменьшается сечение анкерных болтов, откалываются углы фундаментов, нарушается сцепление анкерных болтов с бетоном. К Зона разрушения постепенно из подземной части перемещается вверх. Опыт эксплуатации показывает, что потеря несущей способности фундаментами происходит в результате исчерпания прочности бетона. Излом фундаментов чаще бывает в зоне максимальных изгибающих моментов, т. е. на глубине 0,5-0,8 м от поверхности грунта. При этом разрываются анкерные болты Вили приваренная к ним арматура. Место разрыва этих элементов не всегда совпадает с местом излома фундамента. Разрыв арматуры может произойти и на глубине 1,5-2 м от поверхности грунта. Но так как сцепление потеряно, анкерные болты и арматура выдергиваются из нижерасположенной части фундамента [27].

При элекгрокоррозии теряется сцепление только в зоне продольных трещин. В надземной части, где трещин нет, сцепление сохраняется и даже несколько увеличивается вследствие образования промежуточного слоя продуктов коррозии.

С учетом того что бетонные сечения определяют в условиях электрокоррозии арматуры прочность фундаментов в целом; необходимо было оценить их прочностные свойства и условия загружения по глубине.

Прочность бетонных конструкций прямоугольного сечения


где Rp - расчетное сопротивление бетона на растяжение, принимаемое для бетона марок М100, М150 и М200 равным соответственно 0,48; 0,63; 0,75 МПа;

b - ширина сечения фундамента;

h - высота сечения.

Изготавливать блочные фундаменты по проекту предусматривалось из бетонов марок М100 и М150. Но реально во многих случаях бетон имеет большую прочность. Это необходимо учитывать, оценивая прочность конкретных конструкций.

Сколы углов в призматических фундаментах приводят к уменьшению сечений их. Двутавровые фундаменты типа К при сколотых углах (рис. 3.14,а) можно рассчитывать как конструкции прямоугольного сечения, вводя в расчетную формулу (3.19) ширину оставшегося поперечного сечения, т. е. вместо b следует подставлять bост.

Расчетные формулы для определения прочности фундаментов типа П, у которых сколоты углы (рис. 3.14,б), имеют довольно сложную структуру. Но для приближенных практических расчетов можно пользоваться упрощенной формулой


Отличия этой формулы от ранее приведенной (3.19) только в том, что в нее введен понижающий коэффициент, учитывающий количество и размеры сколотых уголков. Эти коэффициенты составят при четырех сколотых углах кск=0,7; при двух, из которых один в растянутой, а другой в сжатой зоне, кск=0,85.

В общем сколы углов призматических фундаментов сплошного сечения приводят к снижению прочности сечений на 20- 30%. Если фундаменты были не сплошного сечения, а пустотелые (рис. 3.14,в), то снижение прочности при сколотых углах может составлять 40-50% первоначального.

Рис. 3.14. Ослабленные сечения при электрокоррозии анкерных болтов у двутавровых фундаментов консольных опор (а), в призматической части ступенчатых фундаментов (б), у пустотелых фундаментов (в)
Рис. 3.14. Ослабленные сечения при электрокоррозии анкерных болтов у двутавровых фундаментов консольных опор (а), в призматической части ступенчатых фундаментов (б), у пустотелых фундаментов (в)

Места расположения сечений, в которых арматура не нужна (т. е. всю нагрузку способен воспринять бетон), можно определить расчетным путем. Для этого необходимо прежде всего вычислить значения изгибающих моментов, возникающих в подземной части фундаментов от внешних нагрузок. Сделать это можно по формулам, приведенным в Технических указаниях по проектированию и расчету конструкций контактной сети или по более простым формулам, предложенным ВНИИГСом [49], которые применительно к нашему случаю имеют вид


где y - текущая координата, т. е. место расположения рассчитываемого сечения по глубине (рис. 3.15, а).

В выражении (3.21) величины C1 и C2:



В приведенных формулах горизонтальная сила P и точка ее приложения H должны вычисляться по следующим выражениям:



где M0 - изгибающий момент на уровне обреза фундамента;

Mпк - то же на уровне пяты консоли;

Hп - расстояние от обреза фундамента до пяты консоли;

Hг - расстояние от обреза фундамента до расчетной поверхности грунта.

За расчетную поверхность, грунта принимается горизонтальная плоскость, проходящая через точку пересечения вертикальной оси фундамента с дневной поверхностью.

Построенные по этим формулам эпюры изгибающих моментов в призматических фундаментах различной глубины заложения (2.35; 2,75; 3,25; 3,35 м) приведены на рис. 3.16. Здесь же указана прочность поперечных сечений наиболее распространенных призматических фундаментов типа К, устанавливавшихся под металлические опоры. Точки пересечения соответствующих линий, характеризующих уровень нагрузки и прочности сечений, являются своего рода границами допустимого разрушения фундаментов при электрокоррозии арматуры. Выше этих точек продольные трещины в фундаментах допускать опасно, так как бетонное сечение (с отколотыми углами) может не выдержать изгибающего момента. Арматура при этом будет выдергиваться из нижерасположенной части. Наоборот, ниже указанных граничных точек бетонное сечение способно воспринять возникающий в конструкции изгибающий момент. В этой зоне арматура может быть полностью разрушена. К сожалению, протяженность ее очень мала. Она составляет для типовых фундаментов опор мощностью 79-98 кН•м всего 23-35% полной глубины заложения их и 40-60% для фундаментов опор мощностью 44-59 кН•м.

Рис. 3.15. Эпюры моментов (а) и реактивного давления (б) грунта по боковой поверхности призматического фундамента
Рис. 3.15. Эпюры моментов (а) и реактивного давления (б) грунта по боковой поверхности призматического фундамента

Меньшие значения зоны допустимого разрушения характерны для фундаментов мелкого заложения, устанавливаемых в плотные грунты, большие - для фундаментов глубокого заложения, устанавливаемых, как правило, в слабые грунты. Базируясь на этих данных, глубину откопки фундаментов при обследованиях опор нужно назначать достаточно большой, близкой к величине 2/3 h.

Рис. 3.16. К определению мест допустимого выключения из работы анкерных болтов в фундаментах типа К: 1-4 - эпюры расчетных изгибающих моментов при мощности опор соответственно 44; 59; 79; 98 кН•м; 5-8 - расчетная прочность бетонных сечений при бетоне марок: М100; М150; М200; М300
Рис. 3.16. К определению мест допустимого выключения из работы анкерных болтов в фундаментах типа К: 1-4 - эпюры расчетных изгибающих моментов при мощности опор соответственно 44; 59; 79; 98 кН•м; 5-8 - расчетная прочность бетонных сечений при бетоне марок: М100; М150; М200; М300

К моменту откалывания углов фундаментов величина коррозионного уменьшения сечений арматурных стержней и анкерных болтов, как правило, не превышает 5-10% даже в пористых бетонах. При ширине раскрытия трещин до 1,5-2 мм степень уменьшения сечения болтов и приваренных к ним арматурных стержней, как показывают многочисленные обследования, не превышает 15-20%. Такой износ, можно вполне допустить, если обеспечено сцепление болтов с бетоном за зоной трещин, т. е. на концевых участках.

Поперечных трещин в призматических фундаментах, не имеющих коррозионных: поражений, обычно не появляется. Наличие их свидетельствует об ослаблении сечений. Фундаменты с такими повреждениями подлежат замене.

Местное коррозионное уменьшение сечения анкерных болтов в призматических фундаментах можно считать допустимым, если их износ, не превышает 25%. Расчет этих элементов на стадии проектирования производился с учетом коэффициентов условий работы 0,75. Отмечающийся в реальных условиях коррозионный износ анкерных болтов в местах их обнажения не приводит к хрупкому разрушению, если марка стали была подобрана правильно.

В целом наибольшую опасность для призматических фундаментов консольных опор до сих пор представляли только электрокоррозионные повреждения. При развитии их происходит наибольшее снижение прочности конструкций.

У фундаментов станционных металлических опор основными повреждениями также являются электрокоррозионные. Растрескивание массивных ступенчатых фундаментов наиболее сильно происходит в зоне, расположенной выше обреза первой ступени (рис. 3.17). Трещины откалывают углы фундаментов по линиям, соединяющим анкерные болты между собой. Прочность сечений этих Фундаментов можно также рассчитывать по формуле (3.20), подставляя в нее кск=0,8 при установке в каждом углу фундамента до трех анкерных болтов. Если в каждом углу сечения фундамента размещено по четыре анкерных болта и все они подвергаются электрокоррозии, трещины могут соединить внутренние болты каждого угла между собой. В этом случае прочность сечений резко падает и допускать выключение из работы анкерных болтов уже нельзя. Возможно лишь частичное уменьшение сечений их (на 15-20% по сечению) при обеспечении анкерования в ступенчатой части. Это осуществляется, когда ширина трещин в призматической части ступенчатого фундамента не превышает 2-2,5 мм. При этом трещин в ступенчатой части не должно быть. Наличие продольных трещин в ступенчатой части или большее (чем указано) раскрытие их в призматической части фундамента можно принять в качестве критерия для выбраковки фундаментов. Последующие исследования позволят уточнить это.

Рис. 3.17. Зона наиболее раннего развития трещин электрокоррозионного происхождения в ступенчатых фундаментах
Рис. 3.17. Зона наиболее раннего развития трещин электрокоррозионного происхождения в ступенчатых фундаментах

Электрокоррозионные разрушения железобетонных фундаментов опор гибких поперечин приводят к более сильному растрескиванию их по сравнению с бетонными. Нормировать у них допустимые размеры повреждений нецелесообразно, да и обследовать их надлежащим образом тоже невозможно, так как откапывать на требуемую глубину (2,5-3 м) нельзя. Поэтому даже при незначительных повреждениях, обнаруживаемых при откопке на небольшую глубину (1,3-1,5 м), приходится относить их к третьей категории опасности.

Из числа других повреждений в ступенчатых фундаментах могут иметь место коррозионные и морозные разрушения бетона. Но эти повреждения из-за массивности конструкций не представляют опасности в такой степени, как у тонкостенных опор и фундаментов. К настоящему времени наибольшие морозные разрушения отмечаются только в массивных бетонных бутобетонных фундаментах, изготовленных с применением тощего цементного раствора. Такие разрушения встречаются не только в районах с суровыми климатическими условиями, но и в центральной части страны, например на Октябрьской дороге (рис. 3.18). Но эти повреждения не приводят к катастрофическим последствиям. При постепенном, довольно медленном снижении прочности бетона происходит смятие его под горизонтальными косынками, и опоры наклоняются. Это легко обнаруживается.

Рис. 3.18. Повреждение бетона под воздействием отрицательных температур (мороза)
Рис. 3.18. Повреждение бетона под воздействием отрицательных температур (мороза)

Фундаменты с большими морозными разрушениями бетона подлежат замене. Ремонт их целесообразен только в том случае, если глубина разрушенного слоя бетона не превышает толщины защитного слоя.

Поперечных трещин в массивных и блочных фундаментах быть не должно. В свайных фундаментах они могут появиться при расчетных нагрузках, но после снятия ветровых и гололедных нагрузок трещины должны закрыться. При обследовании этих фундаментов в нормальных эксплуатационных условиях трещин не должно быть видно. Обнаружение поперечных трещин в фундаментах станционных опор всех типов свидетельствует о снижении их эксплуатационных качеств и необходимости замены.

В обобщенной форме все рекомендации по допустимым размерам повреждений фундаментов представлены в табл. 3.4. Обоснование возможности эксплуатировать конструкции с повреждениями больших размеров требует учета конкретных условий загружения, определения реальных прочностных характеристик материалов и других параметров.

Таблица 3.4. Предельно допустимые размеры повреждений фундаментов опор контактной сети
Таблица 3.4. Предельно допустимые размеры повреждений фундаментов опор контактной сети

предыдущая главасодержаниеследующая глава




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://railway-transport.ru/ "Railway-Transport.ru: Железнодорожный транспорт"