ГЛАВА 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РЕСУРС МОСТОВ И ПУТЕПРОВОДОВ
2.1. Анализ технологических нагрузок на конструкции мостов и путепроводов
Развитие промышленных центров Украины влечет за собой не только расширение инфраструктуры городов. Современную промышленность нельзя представить без участия химических реагентов - кислот, щелочей, растворов солей, органических и других соединений, интенсивно разрушающих строительные конструкции. Конструкции железобетонных мостов и путепроводов не составляют в этом смысле исключения [6, 18, 21, 33].
Нагрузки на конструкции мостов, как при их ремонте, так и при проектировании новых мостов определяются с учетом их статистической изменчивости. Значения нагрузок принимают в соответствии со СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия", а также с учетом местоположения объекта и особенностей окружающей среды, учитывающих специфику каждого конкретного моста или путепровода. При проектировании ремонтно-восстановительных работ необходимо тщательно проанализировать фактически действующие и перспективные нагрузки и воздействия, используя все возможности для обеспечения безопасной эксплуатации отдельной конструкции или сооружения в новых условиях без ее усиления [30, 39, 40, 46].
При ремонте, так же как и при проектировании новых объектов, нагрузки, в зависимости от продолжительности воздействия, делят на постоянные и временные. Временные, в свою очередь, подразделяют на длительные, кратковременные и особые. К постоянным нагрузкам относятся вес несущих и ограждающих конструкций моста, давление и вес грунта, воздействие предварительного напряжения при усилении и т.п.
Длительная временная нагрузка - это вес стационарного технологического оборудования и трубопроводов, закрепленных на конструкции мостов, длительные температурные воздействия, определенная часть снеговых нагрузок и т. д.
К кратковременным нагрузкам относятся вес транспорта, людей, деталей, материалов и оборудования в зонах ремонта и обслуживания мостов и путепроводов, определенная часть снеговой и ветровой нагрузок, а также температурно-климатические воздействия.
Особыми нагрузками являются нагрузки, которые возникают при аварийных ситуациях, сейсмические, взрывного действия, неравномерные осадки оснований при коренном изменении структуры грунта и т.п. [2, 16, 49, 79].
Нормативные нагрузки при проведении ремонтных и восстановительных работ устанавливаются по заранее заданной вероятности превышения средних значений или по наибольшим значениям, предусмотренным при нормальной эксплуатации технологического оборудования. Для нормативных нагрузок выполняется расчет по второй группе предельных состояний и оснований конструкций моста.
Расчет конструкций на прочность и устойчивость выполняется на нагрузки, которые получают умножением нормативной на коэффициент надежности по нагрузке, обычно больший единицы. С учетом коэффициента надежности выполняется также расчет образования трещин в железобетонных конструкциях первой и второй категорий трещиностойкости.
Конструкции мостов и путепроводов должны рассчитываться с учетом реальных, сочетаний нагрузок, в том числе наиболее неблагоприятных. Различают основные сочетания, к ним относят постоянные, длительные и кратковременные нагрузки, и особые сочетания, включающие постоянные, длительные, возможные кратковременные и одну из особых нагрузок. При расчете на основные сочетания первой группы учитывают постоянные, длительные и одну, наиболее неблагоприятную, временную нагрузку; при расчете на основные сочетания второй группы учитывают постоянные, длительные и две-три кратковременные нагрузки, причем последние умножают на коэффициент сочетаний, равный 0,9 [49, 79].
Снижения дополнительных нагрузок при проектировании ремонтно-восстановительных работ можно добиться путем рационального распределения нового технологического оборудования, введения временных разгружающих элементов и устройств при демонтаже и монтаже трамвайных путей, а также опор ЛЭП и трубопроводов различного назначения; благодаря аргументированным ограничениям на одновременное загружение временными нагрузками больших площадей пролетных строений; с помощью эффективной виброизоляции при динамических нагрузках, а также другими способами.
При проектировании ремонтно-восстановительных работ на мостах и путепроводах необходимо учитывать степень ответственности мостов и путепроводов, которая определяется размером материального и социального ущерба, который может быть нанесен в случае достижения конструкциями предельных состояний. Учет степени ответственности производится путем умножения расчетных нагрузок на коэффициент надежности по назначению, который принимается равным единице - для зданий и сооружений первого класса, к которым относятся также мосты и путепроводы [31, 60].
Ремонтно-восстановительные работы на мостах и путепроводах требуют принятия мер, направленных на максимальное снижение или полное удаление кратковременных нагрузок, а при необходимости - и части постоянной нагрузки. Если это сделать невозможно, расчет конструкций производится с учетом фактически существующей и перспективной нагрузки. Если для монтажа новых трамвайных путей, а также опор ЛЭП и трубопроводов различного назначения используются старые конструкции, они должны быть проверены на усилия, возникающие в процессе реконструкции. В любом случае степень разгружения конструкций должна быть такой, чтобы обеспечивалась безопасность выполнения работ. При недостаточной несущей способности существующих конструкций их следует усилить подведением временных дополнительных опор, подпорок [37, 45].
При устранении повреждений железобетонных мостов необходимо обязательно учитывать влияние окружающей среды (влажности, перепадов температуры, ветра, наличия агрессивных веществ в атмосфере). Это наиболее существенный из разрушающих факторов: чем продолжительнее срок службы моста, тем чаще появляются дефекты, вызванные воздействие